Nei mammiferi, il toluene (1) viene ossidato attraverso diversi passaggi. La prima ossidazione, che porta ad alcol benzilico (2), è catalizzata dagli enzimi del citocromo P450 a livello del fegato. Successivamente, un enzima (alcol deidrogenasi) ossida l'alcol benzilico a benzaldeide (3), mentre una seconda ossidazione enzimatica (aldeide deidrogenasi) porta alla formazione di acido benzoico (4). La coniugazione dell'acido benzoico (4) con la glicina fornisce l'acido ippurico (5), che rappresenta il metabolita principale del toluene a livello delle urine. Una piccola percentuale di acido benzoico (4), inoltre, viene espulsa come estere glucuronico (6). Gli enzimi del citocromo P450 sono anche capaci di ossidare una piccola frazione di toluene a 2-metilfenolo (7) e 4-metilfenolo (8), i quali possono essere espulsi come solfati (9), oppure come esteri glucuronici (10); (queste due vie sono mostrate solo per il 4-metilfenolo).