Lorsqu’elle est correctement dosée, l’huile essentielle de menthe poivrée est généralement considérée comme sûre.
Toutefois, comme toutes les huiles essentielles, elle reste un concentré très puissant de molécules actives, ce qui explique que des effets indésirables liés à l'huile essentielle de menthe poivrée puissent survenir, notamment chez les personnes ayant la peau sensible. De plus, son principal composé, le menthol, a tendance à stimuler les récepteurs cutanés du froid, ce qui peut provoquer des sensations intenses de fraîcheur, mais aussi des picotements, des brûlures ou des irritations lorsqu’elle est appliquée pure ou insuffisamment diluée.
L’huile essentielle de menthe poivrée contient également des allergènes, qu'on retrouve d'ailleurs dans de nombreuses huiles essentielles, comme le limonène ou le linalol, susceptibles de déclencher des réactions de type dermatite de contact. Une revue regroupant des études menées chez plus de 28 000 patients testés en patch test avec de l’huile essentielle de menthe poivrée à 2% dans de la vaseline a montré que 0,6% d’entre eux présentaient une réaction allergique, principalement sous forme d’irritations. Même si ce pourcentage reste relativement faible, il confirme l'existence d'effets secondaires de l’huile essentielle de menthe poivrée, en particulier chez les peaux sensibles.
Par ailleurs, l’huile essentielle de menthe poivrée n’est pas considérée comme un sensibilisant au sens toxicologique du terme. Pour rappel, une substance sensibilisante est capable d’induire une réaction allergique après des expositions répétées, même à faible dose. Cette conclusion repose sur les résultats d'un test de Kligman, un protocole standardisé. Néanmoins, comme pour de nombreuses huiles essentielles, des cas isolés de sensibilisations cutanées ont été rapportés, ce qui souligne l’importance de rester prudent.