体は薬物を異物とみなし、体外に排出しようとします。代謝とは、薬物を化学的に変化させる過程であり、通常は水溶性を高めて体外に排出しやすくすることを目的としています。肝臓は酵素を用いて化学基を付加または除去することで、この過程の大部分を担います。代謝によって、不活性な状態で投与された薬物が活性化される場合もあります。また、毒性のある代謝産物が生成される場合もあります。しかし、ほとんどの場合、代謝は単に薬物を体外に排出するための準備段階に過ぎません。

シトクロムP450ファミリーは、最も重要な薬物代謝酵素群です。これらの酵素は、処方薬の大部分の代謝に関与しています。これらの酵素の遺伝的変異によって、薬物の代謝速度が異なる人がいる理由が説明できます。代謝が遅い人は標準用量でも強い影響を受ける可能性がありますが、代謝が非常に速い人は薬が効く前に体外に排出されてしまう可能性があります。薬物相互作用は、ある薬物がP450酵素を阻害または誘導し、別の薬物の代謝を変化させることで起こることがよくあります。例えば、グレープフルーツジュースはCYP3A4を阻害するため、スタチンなどの薬物の血中濃度が上昇する可能性があります。

代謝段階：

• フェーズI. 酸化、還元、加水分解（多くの場合、シトクロムP450による）。
• フェーズII. グルクロン酸、硫酸、またはその他の基との結合により溶解度を高める。
• プロドラッグの活性化。 一部の薬剤は、活性化するために代謝を必要とします。
• 毒性代謝物。 一部の薬剤は、肝臓を損傷する可能性のある反応性代謝物を生成します。

代謝と排泄は、薬物が体内に留まる期間を決定する要因となる。