Wykrycie raka piersi we wczesnym stadium rozwoju nie zawsze przekłada się na ograniczenie ryzyka zgonu wywołanego rakiem piersi. Choć mammografia pozwala wykryć guzy złośliwe, których chory nie byłby w stanie samodzielnie wyczuć, wyleczenie małego guza nie daje gwarancji, że dana kobieta nie umrze na raka. Szybko rozwijający się lub agresywny rak mógł już rozprzestrzenić się na inne części ciała, zanim dojdzie do jego wykrycia. Badanie przesiewowe może nie przyczynić się do przedłużenia życia kobiet, u których wykryto tego rodzaju guzy – kobiety te będą jednak dłużej żyły ze świadomością, że mogą cierpieć na śmiertelną chorobę. Ponadto przesiewowe badanie mammograficzne może nie przyczynić się do przedłużenia życia kobiety, która cierpi na inne, poważniejsze schorzenia.
Promieniowanie rentgenowskie może wywoływać raka. Dawka promieniowania w badaniu mammograficznym jest niska, dlatego też narażenie na oddziaływanie tego promieniowania wiąże się z niewielkim ryzykiem. Korzyści związane z przesiewowym badaniem mammograficznym w ramach zorganizowanych programów przeważają nad potencjalnymi zagrożeniami związanymi z narażeniem na oddziaływanie promieniowania.
Wyniki fałszywie pozytywne występują w przypadku, gdy radiologowie wykryją nieprawidłowość w trakcie badania mammograficznego, która nie jest w rzeczywistości zmianą rakową. Po stwierdzeniu jakiejkolwiek nieprawidłowości w trakcie badania mammograficznego należy przeprowadzić dodatkowe badania (mammografię diagnostyczną, USG lub biopsję), aby ustalić, czy wykryta nieprawidłowość jest zmianą nowotworową. Fałszywie pozytywne wyniki badania mammograficznego mogą wzbudzić niepokój u osoby badanej i stanowić źródło stresu psychologicznego, ale ma to zazwyczaj krótkotrwały charakter. Dodatkowe badania, które należy przeprowadzić, aby wykluczyć ryzyko zachorowania na raka, mogą być również czasochłonne i mogą wiązać się z dyskomfortem fizycznym. Europejskie standardy jakości mają na celu ograniczenie czasu oczekiwania na wyniki badań, a tym samym ograniczenie związanego z tym stresu do minimum.
Na przestrzeni 20 lat około 1 na 5 kobiet, które regularnie uczestniczą w badaniu przesiewowym, otrzymuje wynik fałszywie pozytywny, który można wyjaśnić bez konieczności przeprowadzania inwazyjnych zabiegów medycznych. W tym samym okresie około 1 na 10 kobiet jest poddawana inwazyjnemu zabiegowi medycznemu (polegającemu na pobraniu niewielkich próbek tkanki piersi za pomocą igły), który nie wiąże się z koniecznością przeprowadzenia operacji, a 1 na 100 kobiet jest poddawana zabiegowi chirurgicznemu w celu potwierdzenia wyników badania mammograficznego.
Inne zagrożenie jest związane z faktem, że w trakcie badania przesiewowego może dojść do wykrycia raka piersi, który bez tego badania nigdy nie zostałby wykryty przez daną osobę ani przez jej lekarza – taką sytuację określa się jako hiperdiagnozę. Nie ma niestety możliwości ustalenia, które zmiany rakowe wykryte w trakcie badania przesiewowego można uznać za wynik hiperdiagnozy. Szacuje się, że około 5–10 na 100 przypadków wykrycia raka w trakcie badania przesiewowego stanowi przejaw hiperdiagnozy. Ryzyko hiperdiagnozy jest niższe u młodszych kobiet i wyższe u starszych kobiet.