Giông như natri nitrit, natri nitrat tạo nitrosamin, một chất gây ung thư ở người, gây nên sự phá huỷ DNA và làm gia tăng thoái hoá tế bào. Các nghiên cứu đã chỉ ra mối liên quan giữa hàm lượng nitrat và nguy cơ chết do Alzheimer, đái tháo đường, và Parkinson, có thể thông qua ảnh hưởng của nitrosamin lên DNA.[5] Nitrosamin, hình thành từ thịt được xử lý bằng natri nitrat và nitrit, có liên quan đến ung thư dạ dày và ung thư thực quản.[6] Natri nitrat và nitrit có liên quan đến nguy cơ cao mắc ung thư đại trực tràng.[7] Quỹ Nghiên cứu ung thư Vương quốc Anh[8] tuyên bố rằng một trong những nguyên nhân mà thịt chế biến làm tăng nguy cơ ung thư ruột kết là lượng nitrat chứa trong đó. Một lượng nhỏ nitrat trong thịt như chất bảo quản bị phân tích thành nitrit, thêm vào đó là lượng nitrit có sẵn trong thịt. Nitrit này sau đó phản ứng với các thức ăn giàu protein (như thịt) để tạo ra các hợp chất N-nitroso. Một vài hợp chất này được biết có khả năng gây ung thư. N-nitroso không chỉ hình thành khi thịt được xử lý mà còn khi thịt được tiêu hoá trong cơ thể.