Egyetlen atom megváltoztatása esetén a gyógyszer már nem működik. Ez a szerkezet-aktivitás összefüggések tanulsága, amelyek azt vizsgálják, hogy egy molekula szerkezete hogyan befolyásolja biológiai aktivitását. A gyógyszerkémikusok a SAR-t használják a módosítások irányításához. Ha egy metilcsoport hozzáadása egy bizonyos pozícióhoz növeli a hatékonyságot, megpróbálnak más csoportokat is hozzáadni oda. Ha egy hidroxilcsoport eltávolítása csökkenti a toxicitást, akkor más, ugyanazzal a hatással járó változásokat keresnek. A cél a fontos szerkezeti jellemzők megtalálása és optimalizálása.

A SAR-t teszteléssel építik fel. A vegyészek egy sor rokon vegyületet szintetizálnak, amelyek mindegyike kis szerkezeti változással rendelkezik, és mérik azok aktivitását. Az adatokat ábrázolják vagy táblázatba foglalják, és mintázatok jelennek meg. A kvantitatív SAR, vagy QSAR, tovább viszi ezt azáltal, hogy matematikai modelleket épít, amelyek a molekuláris tulajdonságok alapján előrejelzik az aktivitást. Ezek a modellek virtuális könyvtárakat tudnak szűrni, mielőtt bármilyen vegyület elkészülne. A SAR nem mindig egyszerű. A hatékonyságot javító változás ronthatja az oldhatóságot, vagy a toxicitást csökkentő módosítás a hatékonyságot is csökkentheti. A vegyész egyszerre több tulajdonságot egyensúlyoz ki.

Amit a SAR feltár:

• Pharmacophore. A tevékenységhez szükséges szerkezeti jellemzők.
• Hatékonyság trendek. Hogyan befolyásolják a változások a hatáshoz szükséges adagot.
• Selecitivity. Hogyan befolyásolják a változások a kapcsolódó célpontokhoz való kötődést.
• Anyaganyargatási stabilitás. Hogyan befolyásolják a változások a szervezet általi lebontást.
• Toxicity. Hogyan befolyásolják a változások a biztonságot.

A SAR iteratív. Minden tervezési, szintézis és tesztelési kör befolyásolja a következőt.