Mengubah satu atom saja dapat menyebabkan obat berhenti bekerja. Itulah pelajaran dari hubungan struktur-aktivitas, yaitu studi tentang bagaimana struktur molekul memengaruhi aktivitas biologisnya. Ahli kimia medis menggunakan SAR untuk memandu modifikasi mereka. Jika menambahkan gugus metil pada posisi tertentu meningkatkan potensi, mereka mencoba menambahkan gugus lain di sana. Jika menghilangkan gugus hidroksil mengurangi toksisitas, mereka mencari perubahan lain yang memiliki efek yang sama. Tujuannya adalah untuk menemukan fitur struktural yang penting dan mengoptimalkannya.

SAR dibangun dari pengujian. Para ahli kimia mensintesis serangkaian senyawa terkait, masing-masing dengan sedikit perubahan struktural, dan mengukur aktivitasnya. Data tersebut diplot atau ditabulasi, dan pola-pola pun muncul. SAR kuantitatif, atau QSAR, melangkah lebih jauh dengan membangun model matematika yang memprediksi aktivitas dari sifat-sifat molekuler. Model-model ini dapat menyaring pustaka virtual sebelum senyawa apa pun dibuat. SAR tidak selalu sederhana. Perubahan yang meningkatkan potensi dapat memperburuk kelarutan, atau modifikasi yang mengurangi toksisitas juga dapat mengurangi efikasi. Ahli kimia menyeimbangkan berbagai sifat sekaligus.

Apa yang diungkapkan SAR:

• Farmakofor.
• Tren potensi.
• Selektivitas.
• Stabilitas metabolisme.
• Toksisitas.

SAR bersifat iteratif. Setiap putaran desain, sintesis, dan pengujian memberikan informasi untuk putaran berikutnya.