Kroppen behandler lægemidler som fremmede kemikalier og forsøger at slippe af med dem. Metabolisme er processen med kemisk at modificere disse lægemidler, normalt for at gøre dem mere vandopløselige, så de kan udskilles. Leveren udfører det meste af arbejdet ved hjælp af enzymer til at tilføje eller fjerne kemiske grupper. Nogle gange aktiverer metabolismen et lægemiddel, der blev givet i en inaktiv form. Nogle gange producerer den en metabolit, der er giftig. For det meste forbereder den blot lægemidlet til eliminering.

Cytokrom P450-familien er den vigtigste gruppe af lægemiddelmetaboliserende enzymer. Disse enzymer håndterer en stor del af receptpligtig medicin. Genetiske variationer i disse enzymer forklarer, hvorfor nogle mennesker metaboliserer lægemidler hurtigt og andre langsomt. En person med dårlig metabolisering kan opleve stærkere effekter fra en standarddosis, mens en person med ultrahurtig metabolisering kan fjerne lægemidlet, før det kan virke. Lægemiddelinteraktioner involverer ofte, at ét lægemiddel hæmmer eller inducerer et P450-enzym, hvilket ændrer metabolismen af ​​et andet lægemiddel. Grapefrugtjuice hæmmer for eksempel CYP3A4, hvilket kan øge niveauet af statiner og andre lægemidler.

Metabolismefaser:

• Fase I. Oxidation, reduktion og hydrolyse, ofte af cytochrom P450.
• Fase II. Konjugering med glucuronsyre, sulfat eller andre grupper for at øge opløseligheden.
• Prodrug-aktivering. Nogle lægemidler kræver metabolisme for at blive aktiv.
• Giftige metabolitter. Nogle lægemidler producerer reaktive metabolitter, der kan skade leveren.

Metabolisme og udskillelse bestemmer tilsammen, hvor længe et lægemiddel forbliver i kroppen.