L'ipotesi più nota che coinvolgeva mercurio e autismo è probabilmente quella che riguardava l'uso del Thimerosal, un composto a base di mercurio che era uno dei componenti della maggior parte dei vaccini per bambini nei Paesi sviluppati. Non c'è nessuna prova scientifica che testimoni una connessione causale tra il thimerosal e l'autismo, ma l'infondata preoccupazione dei genitori a proposito delle controversie sul Thimerosal ha portato a una riduzione dei bambini vaccinati, e ad al conseguente aumento del contagio di diverse malattie infettive nei bambini, con conseguenze sanitarie anche potenzialmente gravi.. In realtà, i genitori possono associare erroneamente le vaccinazioni all'esordio dell'autismo, per il semplice fatto che i primi sintomi dell'autismo si sviluppano intorno all'età in cui i bambini vengono vaccinati. A causa di queste preoccupazioni, poi rivelatesi infondate, nel corso degli anni Novanta il thimerosal fu comunque completamente eliminato o ridotto drasticamente dalle vaccinazioni infantili che lo contenevano; nonostante questo, il tasso di autismo ha continuato ad aumentare negli anni successivi, a dimostrazione dell'infondatezza dell'ipotesi del mercurio/thimerosal come presunta causa dell'autismo.