Ligandas yra signalą sužadinanti molekulė, kuri tinka specifinėms receptorių baltymų vietoms, esančioms ant gyvų organizmų kūno ląstelių sienelių. Kai ligandas patenka į specifinę baltymo vietą, pasikeičia baltymo fizinė forma. Šis receptoriaus baltymo formos pokytis gali suaktyvinti arba slopinti kitą biologinį mechanizmą, susijusį su ta specifine sąveika. Būdas, kuriuo ligandas ir baltymas dera kartu, ir jų gaunamas produktas vadinamas baltymo ir ligando sąveika.
Baltymų ir ligandų sąveika yra labai sudėtinga. Visas molekules laiko kartu stiprios elektroninės jėgos, kurios supa jas trimatėje konfigūracijoje erdvėje. Šios jėgos gali atstumti arba pritraukti kitas molekules, priklausomai nuo jų elektroninės struktūros. Biologinės molekulės dažnai veikia kaip panašių arba priešingų krūvių magnetai, atstumia viena kitą arba traukia viena kitą.
Be to, tikroji biologinių molekulių fizinė konfigūracija turi įtakos, ar jos derės kartu ir kaip tiksliai turi atitikti. Kai kurios biologinės molekulės yra lanksčios ir sulinks savo aplinkoje, o kitos yra standesnės. Kiekvienas receptorius taip pat turi aktyvią vietą, kuri yra ta vieta, kuri sukelia biologinius pokyčius. Šios aktyvios svetainės vieta yra svarbi nustatant, kokia tikimybė, kad ji bus suaktyvinta. Ligandai ir baltymai sąveikauja plūduriuodami ant kūno ląstelių paviršių, todėl prigludimas ne visada bus tiesiai, kaip raktas telpa į spyną.
Baltymų ir ligandų sąveikos supratimas yra gyvybiškai svarbus kuriant naujus terapinius vaistus ligai gydyti, taip pat norint suprasti pačios ligos biologines priežastis. Mokslininkui, besidominčiam ligandų ir baltymų sąveika kuriant vaistus, reikia atsižvelgti į papildomus veiksnius. Kai kurie tokie svarstymai apima tyrimą, kaip veiksmingai naujasis vaistas bus prisijungęs prie dominančio receptoriaus baltymo, galimo šalutinio poveikio ir mechanizmo, kuriuo organizmas suskaidys vaistą.
Šioms sąveikoms tirti yra daug cheminių ir kompiuterinių metodų, kurie visi yra pagrįsti nemokamos ligando formos ir krūvio į receptorių, kuriuos tyrėjas nori modifikuoti, nustatymu. Kompiuterinės projektavimo programos dažniausiai naudojamos baltymų ir ligandų sąveikai tirti ir kurti naujus vaistus žmonių ligoms gydyti. Tai įmanoma, nes daugelis fizinių ir cheminių molekulių savybių yra gerai žinomos, pavyzdžiui, jų elektroninės struktūros.