Farmakodünaamika uurib, mida ravim kehaga teeb. Enamasti on see uuring ravimi koostoimest ettenähtud retseptoriga, sihtmärgiga kehas, mis seob ravimit inimese füsioloogiliste süsteemidega. Selles uurimisvaldkonnas on mitu huvipakkuvat valdkonda, sealhulgas ravimi sihtimine teatud kehapiirkonnale, ravimite tõhusus vanuserühmades ja ravimi soovimatud kõrvalmõjud. Farmakodünaamika vaste on farmakokineetika, uuring selle kohta, mida organism ravimiga teeb.
Enamiku ravimite toimimiseks peavad need olema suunatud organismi retseptorile või organismis olevale mikroorganismile, näiteks bakteriaalsele infektsioonile. Retseptor on teatud tüüpi valk, mis torkab raku kehast välja. Ravimitele antakse teistsugune valk, mida nimetatakse ligandiks, mis võib ühenduda retseptoriga. Need kaks valku klõpsavad kokku nagu pusletükid ja sidumine toimib päästikuna, käivitades keemiliste reaktsioonide kulgu, näiteks ravim alustab haigusega võitlemise protsessi. Farmakodünaamika oluline osa on teadmine, millist ligandit ravimi külge kinnitada.
Üks olulisemaid farmakodünaamika uurimisvaldkondi on tagada, et ravimid oleksid tõhusad erinevates vanuserühmades ja haiguse staadiumides. Inimeste vananedes muutuvad nende kehas olevad retseptorid. Paljud ravimid vajavad retseptoreid, millega seonduda, mistõttu võib olla vajalik luua ravimeid mitme ligandiga, mis võivad seostuda mitme retseptoriga, et katta teatud vanusevahemikku. Sama kehtib ka pikaajaliste ja degeneratiivsete haiguste kohta, nagu Alzheimeri tõbi, mis läbib mitmeid etappe ja põhjustab haiguse progresseerumisel inimese ajurakkude riknemist. Seetõttu vajaks Alzheimeri tõve hilises staadiumis sihtmärgiks olev ravim teistsugust struktuuri kui see, mis on suunatud haiguse varasele staadiumile.
Farmakodünaamika teine tahk on õppimine ja mõistmine kõigist mõjudest, mida ravim võib kehale avaldada, kui see on seondunud ettenähtud retseptoriga. Narkootikumid peaksid loomulikult kehas toimuvat muutma. Need võivad muuta viiruse paljunemist, pärssida kasvaja kasvu või tugevdada immuunsüsteemi. Ravimite väljatöötamise varases staadiumis kasutatakse farmakodünaamikat aga kõigi ravimite sidumise soovimatute tagajärgede uurimiseks. Kõrvaltoimete hulka võivad kuuluda keharakkude kahjustamine, raku mutatsioonide esilekutsumine, mis võib viia vähkkasvajate tekkeni, või, halvemal juhul, haiguse potentsiaali suurendamine.