A maioria das cascavéis dos EUA possui veneno predominantemente proteolítico e hemotóxico, o que significa que ele danifica tecidos e destrói glóbulos vermelhos. Proteínas enzimáticas no veneno sabotam os mecanismos de coagulação; enzimas chamadas hemorraginas promovem sangramento incontrolável. Para a cobra, o veneno tem propriedades digestivas além de tóxicas.
Embora os efeitos principais do veneno de cascavel em humanos envolvam sangue e vasos sanguíneos, ele também pode induzir efeitos neurotóxicos, que prejudicam o sistema nervoso.
Além de dor intensa, as mordidas de cascavel frequentemente causam bolhas, náuseas, dores de cabeça, formigamento na cabeça e extremidades, descoloração da pele e inchaço. Sangue pode aparecer nas gengivas, lábios, unhas, urina e fezes.
As vítimas de mordidas podem sofrer efeitos prolongados, até mesmo vitalícios. Uma mulher gravemente mordida por uma cascavel do leste ainda sentia dor, perda de memória e outros problemas seis anos depois.
O soro antiveneno é um tratamento eficaz para mordidas de cascavel. No entanto, se a assistência médica for atrasada, a morte é possível: embora seu veneno não seja tão potente quanto o de algumas espécies menores, o tamanho das cascavéis e suas presas longas permitem injetar grandes quantidades. Cascavéis ocidentais podem matar mais pessoas nos EUA do que qualquer outra cobra, e a taxa de mortalidade por mordidas de cascavel oriental pode chegar a 40%.