在小鼠和大鼠中進行了致癌試驗。在為期86 周的雌性小鼠試驗中，給予30-120 倍于臨床使用劑量（2mg/天）（按體表面積校正）的西羅莫司，與對照組相比，惡性淋巴瘤在各個劑量水平均有統計學意義的顯著性增加。在另一個小鼠試驗中，給予3-16 倍于臨床使用劑量（2mg/天）（按體表面積校正）的西羅莫司，與對照組相比，所有劑量組雄性小鼠的肝細胞癌和肝細胞腺瘤被認為與西羅莫司有關。在為期104 周的大鼠試驗中，給予劑量等于或者低于臨床使用劑量2mg/天（按體表面積校正），沒有顯著性的發現。
在體外微生物回復突變試驗、中國倉鼠卵巢細胞染色體畸變試驗、小鼠淋巴瘤細胞正向突變試驗以及體內小鼠微核試驗中，西羅莫司均無基因毒性。
在雄性和雌性大鼠中，分別給予10 倍或2 倍于臨床使用劑量2mg/天（按體表面積校正）的西羅莫司，生育能力略微降低。雄性大鼠中，有觀察到睪丸、附睪、前列腺和細精管萎縮及精子數量減少。雌性大鼠中，觀察到卵巢和子宮減小，在一試驗中，當停止給藥后，精子數量的減少是可逆性的。在為期4 周的猴試驗中，靜脈給予約相當于臨床使用劑量（按體表面積校正）的西羅莫司，發現睪丸的管狀衰退。