Özellikle davranış, bilinç, düşünce ve duygudurumu üzerine etki eden ilaç moleküllerini keşfetmeye, bu moleküllerin nasıl etkinlik gösterdiğini anlamaya ve nasıl kullanılması gerektiğini belirmeye çalışan farmakoloji ve psikoloji kesişimindeki araştırma disiplinidir. Dışarıdan vücuda alınan yabancı kimyasal maddeler ile insanlığın ilişkisi çok eskilere dayanır. Bitkiler ve mantarlar tarafından doğal olarak sentezlenen kimyasallar, pek çok uygarlıkta hem çeşitli hastalıkların tedavisi amacıyla kullanılmıştır hem de bazı durumlarda (örn. dini ritüeller) bilinci değiştirmek amacıyla tüketilmiştir. 1869’da “kloral hidrat” adı verilen sakinleştirici, hipnotik maddenin üretimi ise laboratuvar ortamında yapay olarak sentezlenen ilaç moleküllerin başlangıcıdır. Kaynağı doğal da olsa, sentetik bir yapıya da sahip olsa, ilaçların diğer kimyasallardan ayrılmasını sağlayan temel özellikler vardır. Dışarıdan farklı yollardan vücuda dâhil edilebilen, vücudun normal hücresel süreçleri için gerekli olmayan ancak küçük dozlarda alındığında bile belirgin fizyolojik etkilere sebep olan kimyasallar, ilaç olarak nitelendirilir. 

Canlıların bedeni bir biyokimya fabrikası gibidir. Fizyolojik işlevlerin yerine getirilebilmesi için pek çok kimyasal, vücut içinde sentezlenir ve bu kimyasallar gerektiğinde hedefli olarak salgılanır. Sinir sistemimizde de nörotransmitterler, nöromodülatörler ve hormonlar sinir hücreleri arasındaki iletişimi sağlamakla kalmayıp, sinir sisteminin bedenin geri kalanıyla çift yönlü iletişimini mümkün kılar. Sinir sistemine etki eden bu nörokimyasallar, hücresel bileşenlerin hücre zarı ya da sitoplasmazı içinde bulunan “reseptör” adı verilen protein yapılarına bağlanır. Nörokimyasalın yapısına ve bağlandığı reseptöre dayalı olarak sinir hücrelerinin aktivitesi artıp azalabilir; hücre içi sinyal yolakları tetiklenir ya da ketlenir. Hatta reseptör ve reseptöre bağlanan molekül (ligand) etkileşimine bağlı olarak sinyaller hücre çekirdeğine ulaşarak, hücredeki gen ifadesi şekillenebilir. İlaçlar da hâlihazırda bulunan reseptörlerimize tamamen ya da kısmen bağlanırlar ve yukarıda bahsedilen hücresel süreçleri harekete geçirir ya da baskılarlar.

Bengi Ünal