Farmakodinamika yra tyrimas, ką vaistas daro organizmui. Daugeliu atvejų tai yra vaisto sąveikos su numatytu receptoriumi tyrimas – taikiniu organizme, kuris jungia vaistą prie žmogaus fiziologinių sistemų. Šioje mokslinių tyrimų srityje yra keletas domėjimosi sferų, įskaitant vaistų taikymą į konkrečią kūno vietą, vaistų veiksmingumą įvairiose amžiaus grupėse ir nenumatytą šalutinį vaisto poveikį. Farmakodinamikos atitikmuo yra farmakokinetika, tyrimas, ką organizmas daro su vaistu.
Kad dauguma vaistų veiktų, jie turi būti nukreipti į receptorių organizme arba į organizme esantį mikroorganizmą, pvz., bakterinę infekciją. Receptorius yra specifinis baltymo tipas, kuris išsiskiria iš ląstelės kūno. Vaistams suteikiamas kitas baltymas, vadinamas ligandu, kuris gali prisijungti prie receptorių. Abu baltymai susikerta kaip dėlionės gabalėliai, o surišimas veikia kaip trigeris, sukeldamas cheminių reakcijų eigą, pavyzdžiui, vaistas pradeda kovoti su liga. Žinojimas, kokio tipo ligandą prijungti prie vaisto, yra svarbi farmakodinamikos dalis.
Viena iš svarbiausių farmakodinamikos studijų sričių yra užtikrinti, kad vaistai būtų veiksmingi įvairaus amžiaus ir ligos stadijose. Žmonėms senstant, jų kūno receptoriai keičiasi. Daugeliui vaistų reikia receptorių, prie kurių jie galėtų prisijungti, todėl gali tekti sukurti vaistus su keliais ligandais, kurie gali prisijungti prie kelių receptorių, kad apimtų tam tikrą amžiaus intervalą. Tas pats pasakytina apie ligas, kurios yra ilgalaikės ir degeneracinės, pavyzdžiui, Alzheimerio liga, kuri praeina daug etapų ir sukelia žmogaus smegenų ląstelių pablogėjimą ligai progresuojant. Todėl vaistui, skirtam vėlyvajai Alzheimerio ligai, reikėtų kitokios struktūros nei to, kuris skirtas ankstyvajai ligos stadijai.
Kitas farmakodinamikos aspektas yra mokymasis ir supratimas apie visus poveikius, kuriuos vaistas gali turėti organizmui, kai jis prisijungs prie numatyto receptoriaus. Narkotikai, žinoma, turėtų pakeisti tai, kas vyksta organizme. Jie gali pakeisti viruso dauginimąsi, slopinti naviko augimą arba sustiprinti imuninę sistemą. Tačiau ankstyvosiose vaistų kūrimo stadijose farmakodinamika naudojama visoms nenumatytoms vaistų surišimo pasekmėms tirti. Šalutinis poveikis gali būti organizmo ląstelių pažeidimas, ląstelių mutacijų, kurios gali sukelti vėžinių auglių, sukėlimas arba, blogesniu atveju, iš tikrųjų padidinti ligos potenciją.