藥代動力學在新藥研發中的應用：藥物除毒性低、療效好外，還應具有良好的藥代動力學特性，如：良好的生物利用度和吸收性；適度的蛋白結合力；良好的溶解性；代謝產物在體內毒性低或無毒等，代謝產物在體內毒性低或無毒等。
因此，在新藥研發過程中，必須考慮藥物在體內的藥代動力學參數，並分析藥物結構可能對參數產生的影響，找出代謝與結構之間的規律，進而為化合物的結構優化和設計提供指導。
其次，應用藥代動力學研究藥理：藥物必須到達靶部位，並保持壹定的濃度，與作用部位結合產生藥物與受體的相互作用，才能夠產生預期的藥理作用。藥理作用的強弱與作用部位的藥物濃度密切相關，例如，速尿利尿劑，其作用強弱與Na+排出量、尿量、血藥濃度有線性關系；
水楊酸在體內達到50-100mg/L時有鎮痛作用，濃度超過250mg/L時有抗風濕作用，濃度為350-450mg/L時有抗炎作用。濃度為 350-450mg/L 時具有消炎作用；濃度大於 500mg/L 時會出現毒副作用；濃度為 1600mg/L-1800mg/L 時會導致患者中毒死亡。通過藥代動力學的研究，可以進壹步探究藥物的藥理作用，從而了解藥物在臨床上的用藥情況。
第三，藥代動力學應用於劑型的研究：好的藥物劑型是安全、有效、均質、穩定的，利用藥代動力學可以有效地篩選和評價急性期用藥，從而有助於臨床合理用藥，保證臨床用藥安全。
靶向制劑、緩釋制劑和控釋制劑目前已成為國內外研究的熱點，它們都具有保持藥物的有效濃度，減少給藥次數，降低藥物的毒副作用，將藥物靶向地作用於藥物的作用部位壹點，利用藥代動力學對制劑進行研究，可以對藥物的各種劑型進行評價，觀察其是否達到預期目的。
四、藥動學應用於中藥現代化的研究：中藥現代化研究中很重要的壹部分是中藥復方的藥代動力學研究，它主要是對單味中藥的組方、成分、有效成分以及復方在體內的排泄、代謝、分布、吸收等動態規律的研究，對代謝的研究有利於組方的確定；對代謝動態的研究有助於闡明某些中藥的組方和作用機理。
中藥復方中的每味藥本身就是壹個化合物，通過多靶點、多環節、多途徑協同作用，真正起作用的藥物不壹定是單味藥或中藥復方中存在的化合物，而很可能是在人體內代謝後轉化的新的化學物質。因此，通過動力學研究，我們可以認識到真正起作用的化學物質，明確有效成分在人體內代謝、分布、吸收過程中發生的化學變化。
五、藥代動力學在毒理學研究中的應用：結合毒性試驗，利用藥代動力學可以對不良反應的規律和藥物的毒性進行探討。藥代動力學是連接臨床試驗和非臨床試驗的紐帶，主要是找出全身毒性、暴露量和毒代動力學數據與時間的關系比較。
毒代動力學可用於闡明重復給藥對代謝過程的影響；描述毒性試驗條件下全身暴露量與毒理結果之間的內在聯系；解釋試驗過程中的毒理結果或藥物變化，為臨床前毒性試驗提供依據；通過對代謝產物的研究，揭示毒性的作用機制。
六、藥動學在臨床用藥中的應用：藥動學的研究主要是針對藥物在體內的吸收、分布、代謝、排泄規律進行闡述。因此，首先要研究比較動物體內的代謝產物與人體內的代謝產物是否相同；其次，對於人體內產生的活性代謝產物也要進行藥代動力學研究。
利用藥物間相互作用的動力學研究，說明在相關適應癥的治療條件下，藥物間相互作用對藥物體內代謝動力學規律的影響。上述研究旨在為臨床制定合理的用藥方案提供依據，並能合理預測藥物的毒性反應。
在設計臨床用藥方案的過程中，需要根據藥代動力學設計多次用藥的間隔時間以及藥物劑量。劑量過小，藥物無效；劑量過大，可能引起中毒；給藥間隔很短，容易造成藥物在體內蓄積；給藥間隔過長，藥物在體內的有效血藥濃度無法維持。