Η τοξικολογία είναι η επιστημονική μελέτη των χημικών ουσιών, συγκεκριμένα των δηλητηρίων, στον άνθρωπο και σε άλλα έμβια όντα. Μελετά την ανίχνευση και τη θεραπεία των δηλητηρίων, καθώς και τις επιδράσεις που έχουν αυτές οι χημικές ουσίες στον οργανισμό.

Παρόλο που τα δηλητήρια μελετώνται και γράφονται από τον 9ο αιώνα, η πραγματική προέλευση της σύγχρονης τοξικολογίας ανάγεται στις αρχές του 1800, όταν ένας άνδρας με το όνομα Mathieu Orfila συνέταξε ένα επιστημονικό έργο με τίτλο Traité des poisons: tires des règnes mineral, vegetal et animal; ou Toxicologie générale Ο Orfila ανέλυσε τις επιδράσεις του δηλητηρίου στον άνθρωπο και δημιούργησε μια μέθοδο ανίχνευσης της παρουσίας αρσενικού στα θύματα δολοφονιών. Το βιβλίο του περιέγραφε τις τεχνικές που επινόησε και σύντομα έγινε μια ευρέως χρησιμοποιούμενη κατευθυντήρια γραμμή για υποθέσεις δολοφονιών στις οποίες οι ντετέκτιβ υποπτεύονταν τη χρήση δηλητηρίου.

Μια από τις πρώτες υποθέσεις που αξιοποίησαν τις ανακαλύψεις του Orfila συνέβη το 1840, όταν η Marie LaFarge κατηγορήθηκε για δηλητηρίαση του συζύγου της. Όταν οι ερευνητές δεν μπόρεσαν να βρουν ίχνη αρσενικού στο πτώμα, κάλεσαν τον Orfila για να κάνει προσωπικά κάποιες εξετάσεις. Βρήκε τα στοιχεία που έψαχνε η εισαγγελία και η LaFarge κρίθηκε ένοχη για φόνο.

Η πρωταρχική μελέτη της τοξικολογίας αφορά τη δοσολογία του δηλητηρίου που χρησιμοποιείται σε οποιαδήποτε κατάσταση. Σχεδόν κάθε ουσία έχει τη δυνατότητα να είναι δηλητηριώδης υπό τις κατάλληλες συνθήκες, αλλά το αν γίνεται επικίνδυνη ή όχι εξαρτάται από την ποσότητα του δηλητηρίου που εμπλέκεται. Ένας από τους πρώτους σημαντικούς ειδικούς στον τομέα της τοξικολογίας, ένας άνθρωπος γνωστός ως Παράκελσος, επινόησε αυτή την έννοια και δημιούργησε ένα γνωστό απόφθεγμα που λέει ότιΜε απλά λόγια, η δοσολογία είναι ο κύριος καθοριστικός παράγοντας για το αν οποιαδήποτε ουσία είναι τοξική ή όχι και για το πόσο επιβλαβής θα είναι για έναν ζωντανό οργανισμό.

Οι σύγχρονοι τοξικολόγοι συχνά συνεργάζονται με ιατροδικαστές ή ιατροδικαστές όταν πραγματοποιούν αυτοψία σε ένα ύποπτο θύμα δηλητηρίασης. Οι τοξικολόγοι παρέχουν επίσης υπηρεσίες ελέγχου ναρκωτικών για διάφορους σκοπούς, όπως για παράδειγμα για να προσδιορίσουν αν ένας υποψήφιος για εργασία χρησιμοποιεί παράνομες ουσίες ή αν ένας αθλητής χρησιμοποιεί στεροειδή για να ενισχύσει την απόδοσή του. Η εργασία τους προσφέρει μια μοναδική εικόνα των χημικών ουσιών που βρίσκονται μέσα σε ένα ανθρώπινοή οποιουδήποτε άλλου ζωντανού πλάσματος και στις επιδράσεις που αυτές οι χημικές ουσίες έχουν στον ξενιστή τους.