Ve studiích chronické toxicity amiodaron způsobil poškození plic (fibróza, fosfolipidoza; u křečků, potkanů a psů). Zdá se, že plicní toxicita je výsledkem tvorby radikálů a narušení produkce buňkové energie. Navíc amiodaron způsobil poškození jater u potkanů. V rámci genotoxicity se vykonal Amesův test in vitro a molekulární test myší kostní dřeně in vivo. Obě dvě studie přinesly negativní výsledky.
Ve dvouleté studii zkoumající kancerogenitu amiodaronu u potkanů byl prokázán u obou pohlaví v klinicky doporučených dávkách vyšší výskyt folikulárních nádorů štítné žlázy (adenomy a/nebo karcinomy). Vzhledem k tomu, že výsledky testů mutagenity byly negativní, vznikly tyto nádory s největší pravděpodobností epigenetickým a nikoli genotoxickým mechanismem. U myší byl pozorován pouze na dávce závislý vznik folikulární hyperplazie štítné žlázy, avšak nikoli vznik karcinomů. Tento vliv amiodaronu na štítnou žlázu potkanů a myší byl nejspíše způsoben vlivem na syntézu a/nebo uvolnění hormonů štítné žlázy. Význam těchto výsledků ve vztahu k lidskému organismu je malý.