Zmiana jednego atomu może spowodować, że lek przestanie działać. To lekcja dotycząca zależności między strukturą a aktywnością, czyli badania wpływu struktury cząsteczki na jej aktywność biologiczną. Chemicy medyczni wykorzystują SAR do kierowania swoimi modyfikacjami. Jeśli dodanie grupy metylowej w określonym miejscu zwiększa siłę działania, próbują dodać tam inne grupy. Jeśli usunięcie grupy hydroksylowej zmniejsza toksyczność, szukają innych zmian o podobnym efekcie. Celem jest znalezienie istotnych cech strukturalnych i ich optymalizacja.

SAR opiera się na testowaniu. Chemicy syntetyzują szereg powiązanych związków, z których każdy charakteryzuje się niewielką zmianą strukturalną, i mierzą ich aktywność. Dane są przedstawiane na wykresach lub tabelach, a następnie wyłaniają się wzorce. Ilościowy SAR, czyli QSAR, idzie o krok dalej, budując modele matematyczne, które przewidują aktywność na podstawie właściwości molekularnych. Modele te mogą przeszukiwać wirtualne biblioteki przed wytworzeniem jakiegokolwiek związku. SAR nie zawsze jest prosty. Zmiana, która poprawia siłę działania, może pogorszyć rozpuszczalność, a modyfikacja zmniejszająca toksyczność może również zmniejszyć skuteczność. Chemik równoważy wiele właściwości jednocześnie.

Co ujawnia SAR:

• Farmakofor. Cechy strukturalne niezbędne do aktywności.
• Trendy mocy. Jak zmiany wpływają na dawkę potrzebną do uzyskania efektu.
• Selektywność. W jaki sposób zmiany wpływają na wiązanie z powiązanymi celami.
• Stabilność metaboliczna. Jak zmiany wpływają na rozkład substancji w organizmie.
• Toksyczność. Jak zmiany wpływają na bezpieczeństwo.

SAR ma charakter iteracyjny. Każda runda projektowania, syntezy i testowania niesie ze sobą informacje na temat kolejnej.