ترتبط الكيمياء الطبية بعلم العقاقير بشكل وثيق لأن العقاقير تعتبر مركبات كيميائية تستخدم في تشخيص وعلاج الأمراض المختلفة. وتهتم الكيمياء الطبية بدراسة بنية ووظيفة الجزيئات المختلفة الموجودة في العقاقير، وكيفية تأثيرها على الأنسجة والجهاز الحيوي.
علاوة على ذلك، تتعامل الكيمياء الطبية مع دراسة تفاعلات الدواء مع الجسم، بما في ذلك مسار الدواء، وتحليل التفاعلات الكيميائية التي تحدث مع الجسم.
ولهذا السبب، تستخدم مهارات الكيمياء الطبية في تطوير وتحسين العقاقير، لتحسين فعاليتها وتقليل الآثار الجانبية وزيادة السلامة، كما تستخدم هذه المهارات في إجراءات الاختبارات المختلفة التي تستخدم في اختبار العقاقير وتحديد كيفية استخدامها بشكل آمن وفعال.