药物在体内经历的化学转化过程，被称为生物转化，或药物代谢。从理化角度看，这个过程使得药物的极性和水溶性增加，有助于其排泄，这是机体自我保护的一种机制。药物代谢产物可能失去活性，也可能增强活性或产生毒性，特别是代谢中间体，因其化学活性强，可能带来显著的副作用。首先，代谢过程包括氧化、还原或水解，如形成-OH、-COOH、-SH、-NH2等极性基团，环磷酰胺就是通过氧化代谢生成活性代谢物来对抗癌症，但也可能产生不良影响。

第二阶段，药物通过与葡萄糖醛酸、硫酸、甘氨酸或谷胱甘肽形成共价键，形成极性大、水溶性强的结合物，以实现解毒。药物代谢对药效和毒性具有显著影响，个体间的代谢酶差异可能导致药效或毒性存在个体差异，增加了药学性质的不确定性。

药物间的相互作用源于它们可能共享同一种代谢酶。此外，代谢主要在肝脏进行，过程中产生的中间体可能导致肝脏毒性。年龄、物种、遗传、性别等因素的不同，都会影响体内代谢酶的种类和数量，进而影响药物代谢。药物对代谢酶的诱导或抑制效应，又会产生耐药性或药物相互作用。当两种代谢机制相同的药物合并使用时，药代动力学特性会有所改变，引发药物间的相互作用。最后，肝功能异常也会显著影响药物的药代动力学特性。