改变一个原子，药物可能就会失效。这就是构效关系（SAR）的意义所在——研究分子结构如何影响其生物活性。药物化学家利用构效关系指导结构修饰。如果在某个位置添加甲基可以提高药物效力，他们就会尝试在该位置添加其他基团。如果去除羟基可以降低毒性，他们就会寻找其他具有相同效果的修饰。最终目标是找到关键的结构特征并对其进行优化。

构效关系（SAR）建立在实验之上。化学家合成一系列结构相似的化合物，每个化合物都略有结构变化，然后测量它们的活性。数据被绘制成图表或表格，从中可以发现规律。定量构效关系（QSAR）更进一步，构建数学模型，根据分​​子性质预测活性。这些模型可以在合成任何化合物之前筛选虚拟化合物库。构效关系并非总是简单的。提高效力的改变可能会降低溶解度，或者降低毒性的修饰也可能降低疗效。化学家需要同时权衡多种性质。

SAR揭示了什么：

• 药效团. 活性所需的结构特征。
• 效力趋势。变化如何影响达到效果所需的剂量。
• 选择性. 变化如何影响与相关靶标的结合。
• 代谢稳定性。变化如何影响身体的分解作用。
• 毒性。 变化如何影响安全。

SAR 是一个迭代过程。每一轮设计、综合和测试都会为下一轮提供信息。