Clark esitti 1930-luvulla, että farmakologinen vaste kuvastaa lääkeaineen sitoutumista reseptoriin. Clarkin alkuperäisen teorian mukaan lääkeaineen vaikutus on suorassa suhteessa miehitettyinä oleviin reseptoreihin ja maksimaalinen vaste saavutetaan, kun kaikki reseptorit ovat miehitettyinä. Näin ollen lääkeaineen sitoutumista reseptoriin voidaan kuvata yksinkertaisen kaavion perusteella: 

                                                               k₁

            Lääkeaine (L) + Reseptori (R) LR  => Vaste (V)

                                                               k₂

Lääkeaineen voimakkuus (potency) on yhtä kuin lääkeaineen affiniteetti reseptoriin eli sen taipumus muodostaa komplekseja reseptorin kanssa. Mitä suurempi affiniteetti lääkeaineella on, sitä suurempi taipumus sillä on muodostaa komplekseja reseptorin kanssa. Lääkeaineen konsentraatio, joka saa aikaan puolet maksimivasteesta on sama kuin sen K_D eli dissosiaatiovakio. K_D ilmaisee konsentraation, jossa puolet reseptoreista on miehitetty. KUVA. Jos K_D on pieni, on sitoutumisaffiniteetti suuri ja päinvastoin. ED₅₀/EC₅₀ (effective dose 50, effective concentration 50) on puolestaan sellainen annos/pitoisuus, joka esim. laskee 50 %:lla koe-eläimistä verenpainetta. ED₅₀/EC₅₀ kuvaa lääkeaineen vaikutuksen voimakkuutta; jos arvo on pieni, riittää pienikin lääkeannos (tai –pitoisuus) aiheuttamaan voimakkaan vasteen. Lääkeaineen voimakkuus ja teho ovat kuitenkin toisistaan riippumattomia käsitteitä. Kahdella samantyyppisellä aineella voi molemmilla olla sama teho eli kummallakin saavutetaan maksimivaste, mutta toinen voi olla voimakkaampi aine, jolloin sen EC₅₀ arvo on pienempi.

Tietyillä lääkeaineilla on muita suurempi taipumus aiheuttaa vakavia haittavaikutuksia. Tällaisia lääkeaineita käytettäessä on aina punnittava lääkehoidosta odotettavissa olevat hyödyt ja haitat keskenään. Lääkettä tulee käyttää vain, jos potilaan sairaus on sellainen (esim. syöpä), että vakavienkin haittavaikutusten riski on hyväksyttävissä. Useimmat lääkeaineet aiheuttavat kuoleman, jos niitä annetaan liian suuri annos. Laboratorioeläimillä (esim. hiiret) voidaan määrittää kemiallisen yhdisteen myrkyllisyyttä kuvaava LD₅₀-arvo (lethal dose 50), joka tarkoittaa sellaista annosta, joka tappaa 50 % koe-eläimistä. LD₅₀-arvo vaihtelee mm. antotavan mukaan ja se voi olla eri eläinlajeilla hyvinkin erilainen. Sen merkitys ennustettaessa lääkeaineen käyttöä rajoittavien haittavaikutusten esiintymistä on kuitenkin melko vähäinen.

Terapeuttinen indeksi (TI) kuvastaa koeoloissa yhdisteen suurimman mahdollisen ja pienimmän vaikuttavan annoksen suhdetta. Mitä suurempi TI on, sitä väljemmin annos voi vaihdella. TI voidaan laskea kaavasta LD₅₀/ED₅₀. Vaikka eläinkoe antaakin viitteitä myös ihmisen reaktioista, ei näin laskettu TI ole kuitenkaan sovellettavissa ihmiseen. Käytännössä puhutaan usein lääkeaineen terapeuttisesta leveydestä, joka tarkoittaa suurimman ja pienimmän hoitoannoksen suhdetta. Esim. Digoksiini on lääkeaine, jota käytetään sydämen vajaatoiminnan hoidossa. Sen terapeuttinen leveys on kapea ja siksi sen käyttöön liittyy haittoja, jotka ilmenevät, jos pitoisuudet veressä kohoavat liian korkealle. Pitoisuudet kohoavat helposti lääkeaineinteraktioiden seurauksena ja siksipä digoksiinin käytön yhteydessä on otettava huomioon muut käytössä olevat lääkeaineet.
 

Kysymykset