Drzewa orzecha czarnego są uważane za toksyczne, ale są wyjątkowe od większości innych toksycznych roślin. Są one bezpieczne dla wszystkich zwierząt gospodarskich, z wyjątkiem koni, a konie są generalnie dotknięte tylko wióry wykonane z drzewa. Drzewa orzecha czarnego są jednak toksyczne dla niektórych gatunków roślin, jeśli rosną w pewnym zakresie od drzewa. W mniejszej liczbie przypadków, pyłki mogą powodować reakcje alergiczne u koni i ludzi, jak również wpływ na nerki u zwierząt, które spożywają łuski.
Drzewa orzecha czarnego są łatwe do rozpoznania dzięki dużym okrągłym orzechom, które spadają po opadnięciu liści jesienią. Są to duże drzewa z ciemnobrązową korą, która jest głęboko bruzdowana. Liście są długie i spiczaste. Czarne orzechy włoskie są dość powszechne w Maryland i mogą żyć do 250 lat. Są najczęściej sadzonym drzewem orzechowym w Ameryce Północnej, częściowo dlatego, że większość sadzonek kiełkuje z orzechów zakopanych przez wiewiórki.
Korzenie orzecha czarnego wytwarzają związek organiczny o nazwie juglone. Juglone ma allelopatyczne działanie na niektóre inne rośliny, co oznacza, że może zahamować ich wzrost lub nawet zapobiec ich wzrostowi. Działanie juglonu polega na zaburzeniu zdolności roślin do wymiany dwutlenku węgla i tlenu. Nie wszystkie gatunki roślin są negatywnie dotknięte tym związkiem: pastwiska i trawy darniowe będą rosły w obecności juglonu, ale wiele kwiatów, warzyw oraz niektóre gatunki drzew i krzewów nie. Juglon jest obecny w liściach, korzeniach, łuskach i owocach i można go znaleźć w glebie w całej strefie korzeniowej drzewa (średnio 50 do 80 stóp średnicy dojrzałego drzewa). Efekty allelopatyczne nie są zwykle obserwowane, dopóki drzewo nie osiągnie wieku co najmniej siedmiu lat.
Juglon nie stanowi zagrożenia toksycznego dla ludzi, ale ogrodnicy powinni być świadomi jego skutków i odpowiednio planować. Używanie podniesionych łóżek wyłożonych tkaniną ogrodniczą może umożliwić uprawę podatnych roślin w bliższej odległości od drzew orzecha czarnego. Juglon ulega rozkładowi podczas kompostowania. Jeśli liście, gałązki lub orzechy orzecha czarnego są używane w kompoście, który ma być rozprowadzony w ogrodzie, kompost powinien być poddany starzeniu przez co najmniej rok przed zastosowaniem.
Konie mogą być dotknięte przez orzech czarny, jeśli wióry wykonane z drzewa są używane w ściółce. Już 20% orzecha czarnego w wiórach lub trocinach może wywołać objawy kliniczne w ciągu kilku godzin od kontaktu. Skutki narażenia dotyczą przede wszystkim kończyn dolnych i obejmują obrzęk, sztywny chód i niechęć do poruszania się. Jeżeli toksykoza nie jest leczona, może postępować i powodować kolkę, obrzęk szyi i klatki piersiowej, podwyższoną częstość akcji serca i oddychania, a nawet ochwat i założycielstwo. Objawy kliniczne zazwyczaj znikają po usunięciu ściółki. Najlepszym sposobem zapobiegania problemom jest upewnienie się, że podściółka nie zawiera czarnego orzecha włoskiego. Wióry z orzecha czarnego są dość ciemne i łatwo kontrastują z jasnymi wiórami sosnowymi. Inne gatunki zwierząt gospodarskich nie są dotknięte.
Juglone, allelopatyczny związek chemiczny produkowany przez orzech czarny, był początkowo podejrzewany jako toksyczny związek w wiórach i trocinach. Jednak badacze nie byli w stanie odtworzyć efektów toksycznych, gdy juglon jest wyizolowany i podawany albo dermalnie (na skórę) albo doustnie (przez spożycie). Tak więc, toksyczny związek, który powoduje te objawy u koni jest nadal nieznany.
Orzech czarny może powodować inne problemy, chociaż są one zgłaszane znacznie rzadziej niż te dwa opisane powyżej. Niektórzy ludzie i konie są szczególnie wrażliwi na pyłek orzecha czarnego i mogą cierpieć z powodu reakcji alergicznych, gdy pyłek jest rozsiewany na wiosnę. Dodatkowo, łupiny otaczające opadłe orzechy mogą stać się toksyczne, gdy zaczną się rozkładać. Pleśń Penicillium atakuje rozkładającą się łupinę i wytwarza neurotoksynę zwaną Penitrem A, która jest toksyczna dla zwierząt gospodarskich i może być śmiertelna dla psów. Ludzie również powinni być ostrożni; czarne orzechy włoskie są jadalne, ale mogą być skażone Penitremem A, jeśli ich łupiny zaczęły się rozkładać przed zebraniem orzechów.