Ke studiu chemických látek potřebuje člověk hodně vědět o tom, na co bude působit, pokud ji pozře (přijme do těla). S tím, jak se stále více lidí dozvídá o buněčné biologii a biochemii, se změnil i obor farmakologie. Nyní je možné navrhovat chemické látky, které dělají konkrétní věci.
Chemická látka může mít různé vlastnosti. Farmakokinetika popisuje, jaký účinek bude mít chemická látka na organismus, a farmakodynamika popisuje účinek chemické látky na organismus (žádoucí nebo toxický).
Když farmakolog hovoří o farmakokinetických vlastnostech chemické látky, zajímají ho čtyři věci: ADME.
- Absorpce - Jak se lék vstřebává (kůží, střevem, ústy)?
- Distribuce - Jak se šíří v organismu?
- Metabolismus - je lék chemicky přeměněn v těle a na co. Jsou tyto nové látky účinné? Mohou být toxické?
- Vylučování - Jak se organismus zbavuje chemické látky (žlučí, močí, dechem, kůží)?
O lécích se říká, že mají úzký nebo široký terapeutický index. Ten popisuje poměr žádoucího a toxického účinku. Lék s úzkým terapeutickým indexem (blížícím se jedné) působí na lidi pouze tehdy, když je podané množství dostatečné k ohrožení organismu. Lék s širokým terapeutickým indexem (větší než pět) dělá to, co lidé chtějí, aby dělal, a nemusí nutně ohrozit organismus. Léky s úzkým rozpětím se obtížněji dávkují a podávají člověku a mohou vyžadovat terapeutické monitorování léků (příkladem je warfarin, některá antiepileptika, aminoglykosidová antibiotika). Většina protinádorových léků má úzké terapeutické rozpětí; toxické vedlejší účinky se téměř vždy vyskytují při dávkách potřebných k usmrcení nádorů.