L'organismo umano è regolato da ritmi circadiani, cicli di circa ventiquattro ore sincronizzati principalmente dalla luce, che governano sonno e veglia, temperatura corporea, secrezione di melatonina e cortisolo, attività digestiva. Il lavoro notturno costringe a stare svegli e attivi quando la fisiologia spinge al riposo, e a dormire di giorno quando luce, rumore e impegni familiari ostacolano il sonno.
Gli effetti a breve termine sono riduzione della durata e della qualità del sonno, accumulo di debito di sonno, sonnolenza durante il turno, calo dell'attenzione e dei tempi di reazione. A medio e lungo termine la letteratura scientifica associa il lavoro a turni con lavoro notturno a disturbi gastrointestinali, alterazioni metaboliche con aumento del rischio di sovrappeso e diabete di tipo 2, maggiore incidenza di patologie cardiovascolari, disturbi dell'umore. Nel 2019 l'Agenzia internazionale per la ricerca sul cancro ha confermato il lavoro notturno nel gruppo 2A, probabilmente cancerogeno per l'uomo.
Esiste anche una dimensione sociale: il turnista vive sfasato rispetto a famiglia e comunità, con difficoltà di conciliazione che aumentano la fatica e l'insoddisfazione.
La tolleranza al turno notturno varia molto tra individui. Fattori come età avanzata, disturbi del sonno preesistenti, patologie gastrointestinali o cardiache, epilessia e diabete insulino-trattato vengono considerati dal medico competente nel giudizio di idoneità. Per il RSPP questo significa che la stessa organizzazione dei turni produce esiti diversi su persone diverse.