Detetar o cancro numa fase inicial nem sempre reduz o risco de morte por cancro da mama. Embora a mamografia permita detetar tumores malignos que não podem ser sentidos, tratar um tumor pequeno nem sempre previne a morte por cancro da mama. Um cancro agressivo ou de rápido crescimento pode já se ter propagado a outras partes do corpo antes de ser detetado. O rastreio poderá não ser útil para prolongar a vida das mulheres com tais tumores, mulheres essas que viveriam mais tempo com a consciência de que podem ter uma doença mortal. Além disso, as mamografias de rastreio podem não ser úteis para prolongar a vida de uma mulher que sofra de outros problemas de saúde mais graves.

Os raios-X podem causar o cancro. As mamografias requerem pequenas doses de radiação, de modo que o risco de danos por exposição a radiação é baixo. Os benefícios do rastreio por mamografia no âmbito dos programas organizados compensam os potenciais prejuízos da exposição à radiação.

Os falsos resultados positivos ocorrem quando os radiologistas detetam uma anomalia mamográfica sem a presença de cancro. Todas as mamografias com resultados anormais devem ser seguidas de exames complementares (mamografia de diagnóstico, ultrassom, e/ou biopsia) a fim de determinar a presença (ou não) de cancro. Os falsos resultados positivos das mamografias podem provocar ansiedade e outras formas de sofrimento psicológico que normalmente não são duradouras. Os testes adicionais necessários para excluir a hipótese de cancro podem também ser morosos e causar desconforto físico. As normas de qualidade europeias visam minimizar os tempos de espera e reduzir a ansiedade conexa.

Ao longo de um período de 20 anos, cerca de 1 em cada 5 mulheres que participem regularmente no rastreio irá receber um falso resultado positivo que poderá ser esclarecido sem procedimentos invasivos. Durante o mesmo período, cerca de 1 em cada 10 mulheres necessitará de ser submetida a um procedimento invasivo (utilizando uma agulha para retirar pequenas amostras de tecido mamário) sem cirurgia, enquanto cerca de 1 em 100 mulheres será sujeita a uma operação a fim de verificar o resultado da mamografia.

Um outro risco prende-se com o facto de o rastreio poder identificar cancros da mama que nem a paciente nem o seu médico viriam alguma vez a detetar não fosse pelo rastreio — a isto chama-se sobrediagnóstico. Infelizmente, não é possível distinguir, entre os cancros detetados no rastreio, quais deles representam casos de sobrediagnóstico. Em média, estima-se que 5 a 10 cancros em cada 100 detetados no rastreio se insiram nesta categoria. O risco é mais baixo para as mulheres jovens e mais elevado para as mulheres mais velhas.