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Se realiza sobre personas voluntarias, con el fin de comprobar los efectos de distintas sustancias y se lleva a cabo en distintas fases:
FASE I. Se le realiza a un total de 20 a 100 personas de manera voluntaria y sanas, con el fin  de verificar la seguridad y tolerancia a los fármacos, administrados durante pocos meses.
FASE II. Su finalidad es determinar la efectividad del fármaco y su seguridad para las personas. Se suele usar el método de doble ciego.
FASE III. Suele durar entre 1 y 4 años, al finalizar esta fase la compañía  farmacéutica lo pasa por procesos legales para poderlo sacar a venta.
FASE IV. Se lleva a cabo con el fin de comprobar su efectividad y seguridad a largo plazo y en un elevado numero de personas.

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• Efecto producido por cada sustancia sobre la células en cultivo sobre animales, tanto a corto como a largo plazo.

• Estudio farmacológico sobre los efectos en el cuerpo y estudio toxicológico para conocer los riesgos para los seres humanos.
•Investigación de la forma de preparación óptima del medicamento para su uso clínico.

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• Extracción y purificación de sustancias de origen natural producidas por microorganismos.
• Modificación de la estructura química de moléculas conocidas para que se ajusten mejor a los efectos que se buscan.
• Síntesis químicas de nuevas moleculas.
• Producción mediante procesos biotecnológicos.

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Se lleva a cabo en el laboratorio con las sustancias seleccionadas en la fase anterior y puede prolongarse de 1 y 5 años, en esta fase de lleva a cabo los siguientes estudios:

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Se inicia con la identificación de los factores celulares y genéticos (MARCADORES) de una enfermedad especifica que puedan ser usadas como dianas terapéuticas. Una vez conocidos, se inicia la búsqueda de sustancias químicas y biológicas que pueden unirse a los marcadores y tengan efectos terapéuticos, la obtención de estas se puede hacer de distintas formas:

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El desarrollo de un nuevo medicamento es un proceso largo y costoso, se suele prolongar hasta los 15 años y supone un coste que puede superar los 1000 millones de euros, por lo que aquellos medicamentos que son para enfermedades especificas, es decir, aquellos que su producción no es masiva, pueden alcanzar precios muy elevados.

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El descubrimiento, desarrollo y la puesta en mercado de un nuevo medicamento es un proceso largo y complejo, que tiene como objetivo fundamental conocer su eficacia terapéutica, así como sus efectos secundarios, garantizando la seguridad de los pacientes; por que se pasa por varias fases: