Căn cứ theo nguồn gốc hóa học của thuốc trừ sâu, người ta chia ra làm các nhóm như sau:

   - Thuốc trừ sâu Clo hữu cơ  Trong công thức hóa học của thuốc có chứa nguyên tố Clo và C, H, O, S… thuốc này thường gây độc mãn tính. Thuốc lưu tồn lâu trong môi trường, gây tích lũy sinh học mạnh và dễ dàng gây hiện tượng ung thư. Thuốc thuộc thế hệ rất xưa, hầu hết đã bị cấm sử dụng như DDT, Thiodan.

   - Thuốc trừ sâu Lân hữu cơ: Dẩn xuất từ acid phosphoric, tong công thức có chứa nguyên tố phospho và C, H, O, S: tác động lên thần kinh, gây hiện tượng ngộ độc cấp tính rất mạnh mẽ, dễ dàng gây tử vong khi nhiễm thuốc với một liều lượng nhỏ. Diệt sâu hại và thiên địch rất mạnh như Methyl parathion, Azodrin, Monitor … đả bị cấm sữ dụng.

   - Thuốc trừ sâu cacbamat: Dẩn suất từ acid cacbamic, trong công thức có chứa NH, C, H, O… tác động lên thần kinh. Thuốc thuộc nhóm này cũng gây độc hại cấp tính nhưng ít độc tới thiên địch hơn, diệt trừ sâu hại như: Bassan, Hopcin, Hopkill.

   - Thuốc trừ sâu nhóm Cúc tổng hợp: Dẫn xuất từ nguồn gốc thực vật của cây họ Cúc. Trong công thức có chứa các hợp chất Pyrethroit gây độc hại cho côn trùng. Thuốc này ít gây độc cấp tính, phân hủy nhanh trong môi trường, dễ chịu tác động của ánh sáng và nhiệt độ. Tuy nhiên, nếu áp dụng lâu và liên tục trên đồng ruộng dễ gây tính kháng của công trùng như Decis, Alphan, karate, Fullkill…