Les néonicotinoïdes sont une classe d'insecticides développés dans les années 1980 et fortement utilisés dans les cultures depuis le début des années 1990. Ce sont des antagonistes aux récepteurs nicotiniques de l'acetylcholine (neurotransmetteur) du système nerveux central des insectes, le blocage de ces récepteurs entraîne une paralysie complète puis la mort. Une quantité faible est toxique pour les insectes, par exemple pour les abeilles la LD50 (dose suffisante pour tuer 50% des individus) est de 4 à 5 ng par insecte soit une dose dix-mille fois moins élevée que le DDT (insecticide). Ils sont solubles dans l'eau et peuvent être absorbés par les plantes via leurs racines ou leurs feuilles, et se retrouver en faible dose dans les tissus. Cela confère de nombreux avantages dans le contrôle des espèces nuisibles aux cultures, car ils empêchent l'apparition et la propagation des insectes nuisibles durant des mois sans action supplémentaires des agriculteurs. Leur champ d'application est très large, ils permettent de combattre de nombreux « types » de nuisibles que ce soit des fourmis, des termites, des chenilles, des insectes s'attaquant aux racine, aux feuilles ou aux tiges. Ces qualités font que les néonicotinoïdes sont aujourd'hui les insecticides les plus utilisés dans le monde.
Cependant peu d'études ont clairement prouvé que l'utilisation de ces produits a permis des bénéfices économiques et agronomiques significatifs. A l'inverse de nombreuses études ont montré que ces agents chimiques peuvent avoir des effets sur des insectes non-ciblés, en particulier sur les insectes pollinisateurs comme les abeilles ou les bourdons.
La présence de quelques "poussières" de ces produits dans l'air, qui résideraient de leur pulvérisation aérienne, peut suffire à avoir des conséquences mortelles sur les abeilles (Marzaro et al. 2011; Tapparo et al. 2012).
Les plantes n'absorbent pas la totalité des quantités versées sur les cultures, il a été prouvé que certains de ces composés peuvent avoir un DT50 (temps nécessaire pour que 50% de la quantité initiale soit dissipée) dans le sol supérieur à 1000 jours. Donc il peut y avoir une accumulation très importante de néonicotinoïdes dans le sol. Lors d'épisodes pluvieux on peut avoir un lessivage de ces produits qui vont se retrouver dans l'eau du sol, puis dans les rivières et ils pourront contaminer d'autres environnements non-ciblés. Des quantités faibles de néonicotinoïdes ont été retrouvées dans le nectar et les pollens des plantes, ceci pourrait avoir des effets indésirables sur les colonies d'abeilles.
Enfin des études ont démontré que ces produits pourraient en plus avoir des effets sur les vertébrés.
Par conséquent on connaît des dangers potentiels de ces produits sur les animaux non-ciblés, mais il manque beaucoup de données pour savoir si ils peuvent être impliqués dans le déclin des abeilles :
_ Peu de connaissances sur les taux de néonicotinoïdes dans les sols et les eaux (ils ne sont pas encore référencés dans la liste Européenne des substances prioritaires lors des contrôles de la qualité des eaux).
_ Très peu d'études sur la toxicité de ces produits sur les abeilles (expériences réalisées en laboratoire mais avec des doses estimées irréalistes et ne se retrouvant pas dans les cultures).
_ Les relations entre ces pesticides et les autres facteurs du déclin sont encore largement inconnues.

La plupart des études compilées ont été réalisées dans des régions géographiques particulières ou dans des conditions très contrôlées en laboratoire.

Cette review montre à quel point le manque de données pour comprendre le déclin des abeilles est important, en particulier en ce qui concerne l'utilisation des pesticides. Dans ses conclusions, l'auteur ne propose pas des solutions pour contrer ce déclin mais des suggestions pour combler les manques de connaissances sur les menaces que représentent les néonicotinoïdes. Il insiste sur le fait qu'il faut trouver un équilibre entre le rendement des productions agricoles et la préservation de la Biodiversité.