藥物代謝動力學（簡稱藥動學、藥代學）是研究機體對藥物的處置過程和血藥濃度隨時間變化規律的科學，即藥物的體內過程。藥物體內過程包括藥物的吸收（absorption）、分布（distribution）、生物轉化（biotransformation）和排泄（excretion），亦可概括為藥物的轉運（transport，含吸收、分布與排泄）和轉化（又稱代謝，metabolism）。藥物的轉運是指藥物分子在體內空間位置的改變；藥物的轉化是指藥物的化學結構在體內發生改變。
一、藥物的跨膜轉運藥物從給藥部位進入血液循環，分布到各組織、器官引起藥理效應以及自體內轉化和排泄，都必須通過體內的生物膜。生物膜包括細胞膜、細胞器膜、線粒體膜、內質網膜、溶酶體膜等。主要是由磷脂和蛋白質等組成，以液態脂質雙分子層為基架，其中鑲嵌著具有不同功能的蛋白質，如酶、受體、載體及離子通道等，在膜上還存在著貫穿膜內外的親水孔道，藥物通過細胞膜的轉運方式，大致包括被動轉運（passivetransport）和主動轉運（activetransport）等。
（一）被動轉運被動轉運是一種順濃度差不耗能的轉運方式，即藥物由高濃度一側向低濃度一側轉運，膜兩側藥物濃度差愈大，其轉運速度愈快。被動轉運可歸納為以下幾種類型。
1.簡單擴散（simplediffusion）是指藥物依其脂溶性通過細胞膜的脂質雙分子層順濃度差轉運，又稱脂溶擴散（lipiddiffusion）。大多數藥物以這種方式進行擴散，脂溶性高、極性小、非解離型的藥物易於通過此方式轉運。藥物的解離型程度受解離常數（pKa）和其所在溶液pH的影響，這是影響藥物簡單擴散的一個可變因素。藥物的解離型與非解離濃度比值以指數值相應變化。非解離型藥物可自由通過，而解離型藥物則被阻遏在膜的一側，這種現象稱為離子障（iontrapping）。體液的pH值可影響藥物的解離度。弱酸性藥物在酸性環境中不易解離，易轉運。弱酸性藥物在堿性環境中，則易解離，不易轉運；弱堿性藥物在酸性環境中易解離，不易轉運。當細胞膜兩側的pH不相等時，弱酸性藥物易由酸側進入堿側，弱堿性藥物易由堿側進入酸側。這一機製在臨床上具有治療意義。如弱酸性藥物（巴比妥類）中毒可用弱堿性藥物（碳酸氫鈉）解救。
2.膜孔擴散（aqueousdiffusion）是指水溶性大、分子直徑小於膜孔的藥物通過細胞膜孔順濃度差擴散，如乙醇、尿素等通過腎小球濾過屬於膜孔擴散，又稱為濾過擴散。
3.易化擴散（facilitateddiffusion）是指順濃度差、不消耗能量，但需載體的轉運方式。由於需特殊的載體，故具有飽和性、競爭性抑製和特異性現象。如核苷酸、氨基酸、葡萄糖等吸收就屬於易化擴散。
（二）主動轉運是指藥物由低濃度一側向高濃度一側逆濃度差轉運，需要消耗能量，而且需要載體的轉運方式。此種轉運方式具有飽和性、特異性和競爭性抑製等特點。
1.膜泵轉運是指依靠細胞膜上載體轉運藥物，不同載體係統能選擇性的與某些特定的藥物（遞質、激素、離子等）進行可逆性結合，具有高度的特異性。如轉運兒茶酚胺類物質的稱胺泵；轉運Na+、K+、Ca2+、Cl－等稱為離子泵；甲狀腺細胞膜主動攝取碘離子進入細胞內稱碘泵。載體是一種特異性通道蛋白質，由於蛋白質的化學構型易變性，藥物通過其化學構型的改變進行轉運。
2.胞動轉運是指某些藥物、大分子蛋白質或固體微粒與細胞膜接觸形成小泡，完成進出細胞的轉運方式，也是一種消耗能量的主動轉運方式。胞動轉運（cytosis）包括胞飲轉運（pinocytosis）及胞吐轉運（胞裂外排，exocytosis），如許多動植物蛋白口服吸收，腺體分泌或遞質釋放等大分子物質的轉運常伴有膜的運動。
二、藥物的體內過程（一）藥物的吸收藥物從給藥部位通過生物膜進入血液循環的過程稱吸收。藥物吸收到作用部位達到一定濃度時才能產生吸收作用，所以藥物吸收的程度和速度往往可影響藥物作用的強弱和快慢。藥物吸收的程度和速度主要取決於藥物的理化性質、劑型、劑量及給藥途徑。
1.消化道吸收口服藥物絕大多數均以簡單擴散的方式通過消化道黏膜吸收。化學結構類似天然代謝產物的藥物在腸道可通過主動轉運被吸收。
（1）口腔黏膜吸收：口腔黏膜為多孔的類脂質膜，舌下給藥可使脂溶性藥物按簡單擴散的方式吸收，吸收麵積雖小，但因口腔黏膜血流特別豐富，故藥物吸收速度快，而且可以避開首關消除。適用於用藥劑量小、脂溶性高、療效好的藥物，如硝酸甘油、異丙腎上腺素等。
（2）胃內吸收：在胃內弱酸性藥物可被吸收，但由於胃內容物排空迅速，所以吸收量有限。弱堿性藥物則難吸收。
（3）小腸吸收：絕大多數藥物吸收的部位在小腸。小腸具有環狀皺褶和大量突起的絨毛，吸收麵積大（約200m2），血流很豐富，毛細血管壁的膜孔大，腸蠕動緩慢，pH值偏中性等特點，所以弱酸性藥物和弱堿性藥物均易被吸收。季銨類藥物因高度解離，則難吸收。
（4）直腸吸收：直腸給藥其吸收途徑不經肝門靜脈，可避免首關消除，吸收也較迅速。對刺激性較大的藥物或不能口服藥物的患者，可直腸灌腸或栓劑給藥。
影響藥物在胃或小腸中吸收的因素除吸收麵積、局部血流量因素外還有下列幾種。
1）溶解度：溶解度是決定藥物透過細胞膜快慢的一個重要因素，固體藥物隻有迅速崩解，溶解後才被吸收。絕大多數藥物能以脂溶擴散的方式通過脂質雙分子層的細胞膜吸收。水溶性小分子藥物可通過細胞膜的含水微小孔道擴散進行吸收。
2）胃排空速度：促進胃排空可使藥物較快進入小腸，加速藥物吸收，反之則減慢。
3）食物：主要影響藥物的吸收速度，多數藥物常在進餐時或進餐後給藥，以減少胃腸道反應。
4）pH值：pH值的改變通過影響解離型與非解離型藥物分子的比值而影響吸收。弱酸性藥物在酸性環境中非解離型多、脂溶性大、吸收快，而在堿性環境中則相反。弱堿性藥物在堿性環境中非解離型多，脂溶性大，吸收快，而在酸性環境中則相反。這一機製在藥物治療中有實際意義，通過調節體液的pH值可促進或抑製藥物的吸收速率。
5）首關消除（首過消除，首過代謝，firstpasselimination）：是指某些藥物口服後，通過腸黏膜和肝髒，被藥酶代謝滅活，使其進入體循環藥量減少的現象稱為首關消除。首關消除明顯的藥物可采用舌下或直腸給藥。
2.皮下或肌肉組織吸收皮下或肌注可通過毛細血管壁被吸收入血。脂溶性藥物主要以簡單擴散的方式進入血循環，非脂溶性藥物主要以濾過方式轉運，其吸收速度較慢。藥物注射後吸收率與其水溶性有關，混懸劑如普魯卡因青黴素吸收較慢，但維持時間較長。注射部位的組織血流量對吸收速度有直接影響，血流豐富的組織吸收藥物較快。
3.呼吸道吸收肺泡麵積大，血流豐富，肺泡和毛細血管的細胞較薄，藥物隻要能到達肺泡，吸收速度極快。氣體或揮發性的藥物，如吸入性麻醉藥，可直接進入肺泡吸收發揮全身麻醉作用。但臨床上治療支氣管哮喘吸入糖皮質激素，其用藥目的是在細支氣管部位發揮抗炎作用，如果反複給藥，會因吸收進入血液循環的量過多而發生全身的不良反應。
4.透皮吸收一般完整的皮膚不透水，但脂溶性高的藥物可以透皮吸收，如有機磷農藥可經皮吸收中毒。近年來應用透皮劑如氮酮與藥物製成貼皮劑，通過透皮吸收可發揮局部或全身作用，如硝酸甘油貼皮劑貼於胸前區可用於預防心絞痛。
5.給藥途徑靜脈給藥直接進入血液循環，生效快。其他給藥途徑藥物吸收的快慢依次為吸入＞舌下給藥＞肌注＞皮下注射＞直腸給藥＞口服＞皮膚給藥。
（二）藥物的分布指藥物吸收入血液循環後隨著血流轉運到機體各組織器官的過程。藥物在體內的分布是不均勻的。一般說，血流豐富的組織器官，藥物分布快且量多；與組織器官親和力大的藥物分布亦多。分布可影響藥物的效應、毒性、貯存和消除速率。藥物的分布受許多因素的影響。