일반적으로 약이란 화학적 작용을 통하여 생체의 기능에 변화를 가져오게 하는 모든 물질이라고 정의할 수 있다. 대부분의 경우 약물분자는 수용체같이 조절역할을 하는 생체계통의 특수분자와 상호작용한다. 삼투제 같은 약은 거의 전적으로 물분자와 상호작용하는 것이다. 약은 생체 내에서 합성될 수도 있다(예, 호르몬). 생체에서 합성되지 않는 화학물질을 이종생물질(xenobiotics)이라고 한다. 수용체와 화학적으로 상호작용하기위해서는 약분자는 적절한 원자구성과 모양 그리고 전자부하와 크기를 가져야 한다. 약은 종종 작용을 나타내는 부위에서 떨어진 부위에 투여한다. 따라서 약이 효과를 나타내려면 투여부위에서 작용부위로 수송될 수 있는 성질이 있어야 한다. 끝으로 약은 적당한 속도로 체내에서 불활성화 되거나 배설되어야 한다. 그래서 적당한 기간동안 작용을 나타내게 되는 것이다.

약은 상온에서 고형(예, 아스피린, 아트로핀)일 수도 있고 액체(예, 니코틴, 에탄올)일 수도 있으며 가스상태(예, 이산화질소)일 수도 있다. 대부분의 약물은 약산성이거나 약알카리성이다. 이는 약물의 체내에서의 처리방식을 결정하는 요인이 된다. 생체의 여러 가지 구획에 있어서의 pH의 차이는 약물의 이온화 정도를 결정하게 되기 때문이다.

약물의 분자량은 대단히 작은 것(리티움 이온은 분자량 7)에서 대한히 큰것(알테프라제, t-PA는 분자량 59,050)까지 다양하다. 그러나 대부분의 약은 분자량이 100에서 1,000 사이이다. 약이 다른 수용체에 결합하는 것을 방지하고 오직 한 가지 수용체에만 잘 들어맞기 위해서는 약 분자는 독특한 모양과 전하를 가져야 한다. 이같은 선택적인 결합이 이루어지려면 분자량은 최소한 100이 되어야 한다고 생각되는 것이다. 단백질같은 분자량이 대단히 큰 약물은 효과가 나타나야 할 장소에 직접 투여하여야 한다. 혈전 용해제인 알테프라제의 경우 정맥주사로 혈관구획에 직접 투여해야 하는 것이다.

약은 화학적 결합력에 의해 수용체와 상호작용한다. 이 같은 화학적 결합에는 세 가지 유형이 있다. 즉 공유결합(covalent), 정전기적 결합(electrostatic), 그리고 소수성 결합(hydrophobic)이다. 공유결합은 대단히 강하여 보통의 생리학적 조건에서는 가역적이 아니다. 따라서 펜옥시벤자민과 노르에피네프린에 대한 알파수용체의 결합은 쉽게 해리되지 않는다. 펜옥시벤자민에 의한 차단효과는 유리 약물이 체내에서 소실되고 새로운 알파수용체가 합성되기까지는 지속된다. 이 과정에서 48시간이 필요하다. 약-수용체 상호작용에 있어 정전기적 결합은 공유결합보다 훨씬 흔한 것이다. 정전기적 결합은 약한 수소결합에 영구적인 이온화 분자가 상대적으로 강하게 결합한 형태에서 반대르발스 힘 또는 이와 비슷한 약한 양극 상호작용을 유도하는 것까지 다양하다 정전기적 결합은 공유결합보다 약하다. 소수성 결합은 보통 상당히 약하다. 그리고 지용성이 대단히 높은 약물의 세포막 지질과의 상호작용에 중요할 것으로 생각된다. 특정 약-수용체 결합의 특수한 성질은 약한결합으로 수용체에 결합하는 약물이 강한 결합으로 결합하는 약물보다 일반적으로 선택성이 더 높다는 사실에 비하면 실재적인 중요성은 별로 없다. 약한 결합으로 상호작용이 이루어지려면 약이 수용체에 정확하게 들어맞아야 하기 때문이다. 극히 일부 수용체형만이 특정한 약물구조에 정확하게 들어맞게 되어 있는 것이다. 그래서 특정한 수용체에 고도의 선택성으로 단기간 작용하는 약물을 설계하려면 공유결합을 형성하는 고도의 반응성인 분자는 피해야 하고 약한 결합을 형성하는 분자를 선택해야 할 것이다.