Monensiinin terapeuttinen alue on suhteellisen kapea, ja vakavia ja tappavia myrkytystapauksia on raportoitu monissa eläinlajeissa, kuten naudoissa, siipikarjassa, lampaissa, hevosissa ja koirissa. Yksi silmiinpistävimmistä löydöksistä kokeellisessa tai vahingossa tapahtuneessa monensiinimyrkytyksessä eläimillä on lihasnekroosi ja myoglobinuria. Monensiinimyrkytyksen kohde-elimet ovat luusto-ja sydänlihakset.

Monensiini saattaa tuottaa heikkoa höyhenpeitteisyyttä, kun ruokitaan ruokavaliota, jossa on vähän energiaa ja vähän rikkiä sisältäviä aminohappoja.; tiamuliini häiritsee monensiinin metaboliaa ee chickens.At suositellut annokset MON voivat olla myrkyllisiä helmikanoille ja muille lintulajeille; hevoset ovat erittäin herkkiä MON: lle (LD 50%: hevonen 2-3 mg/kg, Nauta 25 mg/kg, kanat 200 mg/kg); Monensiini aiheuttaa kuolemia hevoseläimille, jotka syövät sitä sisältävää rehua.

Monensiinin myrkyllisyys johtuu pääasiassa sen kyvystä lisätä solunsisäistä natriumpitoisuutta. Monensiini on Na+-selektiivinen karboksyyli-ionofori, joka muodostaa lipidiliukoisia kationikomplekseja, jotka voivat kulkea solukalvojen läpi nopeasti.