USA:s utrikesminister Antony Blinken sade på tisdagen att han "inte kunde bekräfta uppgifterna om kemiska stridsmedel". Men han lade till:
– Vi har trovärdiga uppgifter om att ryska styrkor kan använda en rad olika medel som används vid upplopp, vilket inkluderar tårgas blandad med kemiska ämnen. Dessa orsakar kraftiga symptom vilket kan nedsätta förmåga hos ukrainska stridande och civilbefolkning.
Blinken sade att USA delar med sig av den information man har med Ukraina, och att samarbete med flera länder pågår för att för att kontrollera uppgifterna.
Ledamöter i USA:s kongress sade att användande av kemiska vapen skulle innebära en ny utveckling i den ryska invasionen. Men man konstaterade att det tar tid att helt fastställa om kemvapen använts.
– Vi ser allvarligt på rapporterna, och jag vet att USA:s regering och andra försöker att ta reda på om det verkligen hänt, säger kongressledamoten Jason Crow.
Även OPCW (Organisationen för förbud mot kemiska vapen) med säte i Nederländerna sade att den granskar uppgifterna om att kemiska stridsmedel använts. OPCW är också berett att "understödja ett land som efterfrågar hjälp ifråga om att ha utsatts eller hotats av kemiska stridsmedel".
Rapporter om akut andnöd och neurologiska problem kommer från den så kallade Azovbataljonen som strider mot ryska styrkor i Mariupol.
Enligt tankesmedjan ISW skulle ryska styrkor ha försökt "röka ut" de ukrainska försvararna från stålverket Azovstal i staden till följd av svårigheterna med att storma anläggningen.
Både Australien och Storbritannien har meddelat att länderna är beredda att bistå i en utredning.
Ryssland förnekar att kemiska stridsmedel använts.