藥理效應與劑量在壹定範圍內成比例，這就是劑量-效應關系。由於藥理效應與血藥濃度的關系較為密切，故在藥理學研究中更常用濃度-效應關系。用效應強弱為縱座標、藥物濃度為橫座標作圖得直方雙曲線。如將藥物濃度改用對數值作圖則呈典型的對稱s型曲線，這就是通常所講的量效曲線。藥理效應強弱有的是連續增減的量變，稱為量反應，例如血壓的升降、平滑肌舒縮等，用具體數量或反應的百分率表示。有些藥理效應只能用全或無，陽性或陰性表示稱為質反應，如死亡與生存、抽搐與不抽搐等，必需用多個動物或多個實驗標本以陽性率表示。用累加陽性率對數劑量（或濃度）作圖也呈典型對稱s型量效曲線。
從上述兩種量效曲線可以看出下列幾個特定位點：最小有效濃度，即剛能引起效應的閾濃度。假如橫座標用劑量表示，將“濃度”改為 “劑量”即可，下同。半數有效量 是能引起50%陽性反應（質反應）或50%效應（量反應）的濃度或劑量，分別用半數有效濃度（ec50）及半數有效劑量（ed50）表示。假如效應指標為中毒或死亡則可改用半數中毒濃度（tc50）、半數中毒劑量（td50）或半數致死濃度（lc50）、半數致死劑量（ld50）表示。繼續增加濃度或劑量而效應量不再繼續上升時，這在量反應中稱為效能，反映藥物的內在活性。在質反應中陽性反應率達100%，再增加藥量也不過如此。假如反應指標是死亡則此時的劑量稱為最小致死量。藥物效應強度是指能引起等效反應（壹般采用50%效應量）的相對濃度或劑量，反映藥物與受體的親和力，其值越小則強度越大。藥物的效能與效應強度含意完全不同，二者並不平行。例如利尿藥以每日排鈉量為效應指標進行比較氫氯噻嗪的效應強度大於呋塞米，而後者的效能大於前者。藥物的效能值有較大實際意義，不區分效能與效應強度只講某藥較另藥強若幹倍是易被誤解的。量效曲線中段斜率（slope）較陡的提示藥效較激烈，較平坦的提示藥效較暖和。但在質反應曲線，斜率較陡的曲線還提示實驗個體差異較小。曲線上的每個具體數據常用標準差表示個體差異。
td50/ed50或tc50/ec50的比值稱為治療指數，是藥物的安全性指標。治療指數為4的藥物相對較治療指數為2的藥物安全。由於td與ed兩條量曲線的首尾可能重疊，即ed95可能大於td5，就是說在沒能獲得充分療效的劑量時可能已有少數病人中毒，因此不能認為治療指數為4的藥物是安全的。還由於該指標所指的藥物效應及毒性反應性質不明確，這壹安全指標並不可靠。在動物實驗常用ld50/ed50作為治療指數，性質相似。較好的藥物安全性指標是ed95～td5之間的距離，稱為安全範圍，其值越大越安全。藥物的安全性與藥物劑量（或濃度）有關，因此假如將ed與td兩條量效曲線同時畫出並加以比較則比較具體。
關於藥物劑量各國藥典都制定了常用劑量範圍，非藥典藥藥廠在說明書上也有介紹。藥典對於劇毒類藥品還規定了極量（包括單劑量、壹日量及療程量），超限用藥造成不良後果醫生應負法律責任。