Ændr ét atom, og lægemidlet kan holde op med at virke. Det er læren af ​​struktur-aktivitetsforhold, studiet af, hvordan et molekyles struktur påvirker dets biologiske aktivitet. Medicinske kemikere bruger SAR til at guide deres modifikationer. Hvis tilføjelse af en methylgruppe til en bestemt position øger styrken, forsøger de at tilføje andre grupper der. Hvis fjernelse af en hydroxylgruppe reducerer toksiciteten, leder de efter andre ændringer, der har samme effekt. Målet er at finde de strukturelle træk, der betyder noget, og optimere dem.

SAR er bygget op gennem testning. Kemikere syntetiserer en række relaterede forbindelser, hver med en lille strukturel ændring, og måler deres aktivitet. Dataene plottes eller opstilles i tabeller, og mønstre fremkommer. Kvantitativ SAR, eller QSAR, går videre ved at bygge matematiske modeller, der forudsiger aktivitet ud fra molekylære egenskaber. Disse modeller kan screene virtuelle biblioteker, før en forbindelse fremstilles. SAR er ikke altid enkel. En ændring, der forbedrer styrken, kan forværre opløseligheden, eller en modifikation, der reducerer toksiciteten, kan også reducere effektiviteten. Kemikeren afbalancerer flere egenskaber på én gang.

Hvad SAR afslører:

• Farmakofor. De strukturelle egenskaber, der kræves for aktivitet.
• Potenstendenser. Hvordan ændringer påvirker den dosis, der er nødvendig for effekt.
• Selektivitet. Hvordan ændringer påvirker binding til relaterede mål.
• Metabolisk stabilitet. Hvordan ændringer påvirker kroppens nedbrydning.
• Toksicitet. Hvordan ændringer påvirker sikkerheden.

SAR er iterativ. Hver runde af design, syntese og testning informerer den næste.