Změna jednoho atomu může přestat účinkovat. To je ponaučení ze vztahů mezi strukturou a aktivitou, studium toho, jak struktura molekuly ovlivňuje její biologickou aktivitu. Lékaři používají SAR k vedení svých modifikací. Pokud přidání methylové skupiny na určitou pozici zvyšuje účinnost, zkoušejí tam přidat další skupiny. Pokud odstranění hydroxylové skupiny snižuje toxicitu, hledají další změny, které mají stejný účinek. Cílem je najít důležité strukturní vlastnosti a optimalizovat je.

SAR se vytváří z testování. Chemici syntetizují řadu příbuzných sloučenin, z nichž každá má malou strukturní změnu, a měří jejich aktivitu. Data se vykreslí do grafu nebo tabulky a objeví se vzorce. Kvantitativní SAR neboli QSAR jde ještě dál tím, že vytváří matematické modely, které předpovídají aktivitu z molekulárních vlastností. Tyto modely mohou před výrobou jakékoli sloučeniny prověřit virtuální knihovny. SAR není vždy jednoduchý. Změna, která zlepšuje účinnost, může zhoršit rozpustnost, nebo modifikace, která snižuje toxicitu, může také snížit účinnost. Chemik vyvažuje více vlastností najednou.

Co odhaluje SAR:

• Pharmacophore. Strukturální vlastnosti potřebné pro aktivitu.
• Trendy účinnosti. Jak změny ovlivňují dávku potřebnou k dosažení účinku.
• Selektivita. Jak změny ovlivňují vazbu na související cíle.
• Metabolická stabilita. Jak změny ovlivňují odbourávání v těle.
• Toxicity. Jak změny ovlivňují bezpečnost.

SAR je iterativní. Každé kolo návrhu, syntézy a testování informuje o tom, co se děje následující.