O estudo da química é parte integrante do estudo da farmácia, uma vez que a ciência farmacêutica estuda como diferentes medicamentos reagem quimicamente com os produtos químicos no corpo humano. A própria vida pode ser resumida como a soma total dos produtos químicos reações dentro de um organismo. As substâncias farmacêuticas são projetadas para controlar ou alterar de outra forma essas reações. Os farmacêuticos são especialistas em dosagens e tópicos relacionados, enquanto a ciência farmacêutica estuda a química.
Os compostos farmacêuticos só são eficazes na medida em que afetam os produtos químicos específicos do corpo, mas raramente afetam apenas um. Esses efeitos colaterais quase nunca são benéficos. Assim, os compostos usados em medicamentos são estritamente controlados em sua composição e quantidade. Cada medicamento e condição visa uma determinada concentração dos compostos no corpo, portanto, as dosagens devem ser controladas. Geralmente, as dosagens são afetadas pela gravidade da doença que tratam e pelo tamanho do corpo da pessoa a quem são administradas.
A química de organismos complexos como os humanos é tão complicada que os cientistas têm apenas uma compreensão parcial dela. Embora os compostos farmacêuticos devam passar por várias rodadas de testes antes de serem liberados, efeitos inesperados costumam ser descobertos muito depois do lançamento de um medicamento.