Toksykologia chemiczna to badanie wpływu chemikaliów na organizmy żywe. Może to obejmować chemikalia stosowane w medycynie, rolnictwie i badaniach dzikiej przyrody. Celem badań toksykologii chemicznej jest znalezienie skutków ubocznych niektórych substancji chemicznych lub toksyn po spożyciu, sposobów wykrywania substancji chemicznych w organizmie oraz sposobów leczenia zatruć, gdy się pojawią. Może to być korzystne przy opracowywaniu nowych produktów lub leków wykorzystujących różne związki chemiczne, pomagając naukowcom określić, które związki są bezpieczne dla ludzi.
Zastosowanie toksykologii chemicznej w medycynie dotyczy najczęściej leczenia ekspozycji na toksyny oraz opracowywania nowych leków i terapii. Większość leków stosowanych w medycynie tradycyjnej wiąże się z wykorzystaniem wielu związków chemicznych. Te chemikalia mają bezpośredni wpływ na organizm, powodując odwrócenie choroby lub złagodzenie objawów. Zanim te związki będą mogły być użyte lub dodane do istniejących chemikaliów, o których wiadomo, że są bezpieczne, muszą zostać dokładnie przetestowane i zatwierdzone przez odpowiednią agencję. Aby przetestować leki pod kątem bezpieczeństwa, badania kliniczne są na ogół przeprowadzane na płatnych ochotnikach, którzy zgadzają się przyjmować lek przez określony czas.
Te same metody można zastosować do określenia antidotum na zatrucie, ponieważ często jeden środek chemiczny jest potrzebny do zneutralizowania drugiego. Lekarze mogą również przeprowadzać testy na osobach, które po śmierci wykazują oznaki zatrucia, aby określić, jakie toksyny są winne i jaki wpływ miały na organizm. Odbywa się to poprzez przeprowadzanie testów na znanych toksynach i ich zawężanie oraz dokładne oglądanie narządów i innych układów, aby zauważyć wszelkie zagrażające życiu uszkodzenia.
Toksykologia chemiczna jest również wykorzystywana w przemyśle rolniczym i ochrony środowiska. Należy przeprowadzić testy na chemikaliach stosowanych jako pestycydy w uprawach roślin oraz tych, które mogą być używane do zwykłych celów domowych. Dzieje się tak, ponieważ śladowe ilości chemikaliów nadal pozostają na owocach i warzywach po zbiorach i mogą powodować niekorzystne skutki dla tych, którzy je jedzą. Artykuły gospodarstwa domowego, takie jak środki czyszczące, również muszą być testowane pod kątem potencjalnego wpływu na środowisko.
Chociaż niektóre testy można przeprowadzić w laboratorium, inne skutki uboczne stosowania chemikaliów nie są obserwowane, dopóki nie zostaną odnotowane negatywne reakcje. Na przykład pestycyd, który jest powszechnie stosowany i uważany za bezpieczny, może wymagać wycofania, jeśli ludzie zachorują. Obejmuje to inny obszar toksykologii chemicznej, który bada wpływ substancji chemicznej na osobę lub środowisko po wyrządzeniu szkody.