结构生物化学/药物化学
药物化学是一个领域，科学家利用化学技术开发用于医药的药物。最初，药物化学家希望能够从植物中提取有用的分子。如今，科学家们希望创造出植物中发现的分子类似物，并合成出具有高效力和良好药代动力学的新产品。这些新的合成药物是通过新的有机化学机制产生的，这些机制涉及分子生物学和生物化学。药物化学侧重于药物开发和发现。
药物化学是将化学研究技术应用于药物合成的学科。在药物化学发展的早期阶段，科学家们主要关注从植物中分离出药用剂。如今，该领域的科学家们同样关注新型合成药物化合物的创造。药物化学几乎总是面向药物发现和开发。
药物化学研究是许多大学实验室中进行的重要研究领域。亚历克斯·麦凯尔（Alex Mackerell, Jr.）是马里兰大学药学院的助理教授，他一直在进行关于可卡因及其类似物的研究，以开发治疗可卡因成瘾的药物。然而，他的研究并不仅仅关注产品的获取，还关注对基本化学反应及其性质的理解。“我们对可卡因的物理性质和潜在机制感兴趣，”他说。研究的目的是开发一种可卡因拮抗剂，当摄入可卡因时会引起不良反应。这种类型的研究反映了学术环境中进行的研究特征。
药物化学家使用“hits”来寻找他们想要合成和开发的分子。“hits”是通过包含科学家想要促进的活性的测定而产生的。它们来自不同的来源，例如，病理学中分子的研究、植物、真菌和其他天然产物。 “hits”的产生方式是通过分子与体内受体的结构相互作用，并且每个产生的“hits”都具有不同的性质。科学家利用这些性质来模拟或抑制此类反应。在生成“hits”后，科学家会创建许多化合物。从这些新创建的化合物中，科学家测试化合物的特性，以找出效力和它是否继续提供科学家在有用性方面所寻找的东西。完成此操作后，科学家通常会缩小“hits”范围，并寻找他们想要继续开发的最佳分子。然后，这种分子会进行许多研究，并大规模实施以进行体外、体内测试，最后进行动物临床试验，最终进行人体临床试验。在这些测试期间，科学家会寻找副作用和对动物的影响，然后再进行人体临床试验。每个过程都是艰巨的，平均需要 10 到 15 年的时间。