药物与受体之间的相互作用主要表现在药物与受体结合形成复合物，以及该复合物解离之间的可逆的动态平衡。药物和受体之间的结合可能有多个部位，各个部位的结合亦可能存在不同的化学键结合方式。
药物的作用的第一步是药物与受体结合，按照质量作用定律：
\(D+R\rightleftharpoons \frac{k_{1}}{k_{2}}DR\rightarrow E\)
( D 为药物或配体，R 为受体，DR 为药物 – 受体复合物，E 代表效应 )
当反应达到平衡时
\(K_{D}= \frac{k_{1}}{k_{2}}=\frac{\left [ D \right ]\left [ R \right ]}{\left [DR \right ]}\)
( \(k_{D}\) 是解离常数 )
因为 \(\left [ R_{T} \right ]=\left [ R \right ]+\left [ DR \right ]\) ( \(R_{T}\) 为受体总量 )，带入上式并经推导得
\(K_{D}=\frac{\left [ D \right ]\left ( \left [ R_{T} \right ]-\left [ DR \right ] \right )}{\left [ DR \right ]}\)
由于只有 DR 才发挥效应，故效应的相对强弱与 DR 相对结合量成比例，即
\(\frac{E}{E_{max}}=\frac{\left [ DR \right ]}{\left [R_{T} \right ]}=\frac{\left [ D \right ]}{K_{D}+\left [ D \right ]}\)
当\(\left [ D \right ]=0\) 时，效应为0；
当\(\left [ D \right ]\gg K_{D}\) 时，\(\left [ DR \right ]/\left [ RT \right ]\)=100% ，达到最大效能，即\(\left [ DR \right ]_{max}=\left [ R_{T} \right ]\) ;
当\(\left [ DR \right ]/\left [ R_{T} \right ]\)=50% 时，即 \(EC_{50}\)时， \(K_{D}=\left [D \right ]\)
\(K_{D}\)表示 \(D\) 与 \(R\) 的亲和力 (affinity) ,单位为摩尔。各药 \(\left [D \right ]\)与 \(R\)亲和力不同， \(K_{D}\)越大时亲和力越小，两者成反比，令\(\rho D_{2}=-\lg K_{D}\)则其值不必用摩尔单位，数值变小且与亲和力成正比，在半对数坐标上也较易理解，故\(\rho D_{2}\)较为常用。
药物与受体结合产生效应不仅要有亲和力，还要有内在活性 (intrinsic activity)，后者用 \(\alpha\) 表示，\(0 \leq \alpha \leq 1\)。故上述公式应加入这一参数：\(\frac{E}{E_{max}}=\alpha \frac{\left [ DR \right ]}{\left [ R_{T} \right ]}\)。两药亲和力相等时其效应强度取决于内在活性强弱，当内在活性相等时取决于亲和力大小。
