Toksikoloogia on kemikaalide, eriti mürkide teaduslik uurimine inimestele ja teistele elusolenditele. See uurib mürkide avastamist ja ravi, samuti nende kemikaalide mõju organismile.

Kuigi mürke on uuritud ja neist on kirjutatud juba alates üheksandast sajandist, ulatub kaasaegse toksikoloogia tõeline algus 1800. aastate algusesse, kui mees nimega Mathieu Orfila koostas teadusliku teose pealkirjaga "Mürgised mürgid". Traité des Poisons: tires des règnes mineral, vegetal et animal; ou Toxicologie générale Orfila analüüsis mürkide mõju inimestele ja lõi meetodi arseeni olemasolu tuvastamiseks mõrvaohvrites. Tema raamatus käsitleti tema väljatöötatud meetodeid ja sellest sai peagi üldkasutatav suunis mõrvajuhtumite puhul, kus detektiivid kahtlustasid mürkide kasutamist.

Üks esimesi juhtumeid, kus Orfila avastusi kasutati, leidis aset 1840. aastal, kui Marie LaFarge'i süüdistati oma abikaasa mürgitamises. Kui uurijad ei suutnud leida surnukehast arseeni jälgi, kutsusid nad Orfila isiklikult teste tegema. Ta leidis süüdistuse poolt otsitud tõendid ja LaFarge mõisteti mõrvas süüdi.

Toksikoloogia esmane uurimus käsitleb igas olukorras kasutatava mürgi annust. Peaaegu iga aine võib õigete asjaolude korral olla mürgine, kuid kas see muutub ohtlikuks või mitte, sõltub mürgi kogusest. Üks esimesi suuri toksikoloogia valdkonna eksperte, mees, keda tuntakse Paracelsuse nime all, töötas välja selle mõiste ja lõi tuntud motoorika, mille kohaselton muudetud järgmiselt: "Annus teeb mürgi." Lihtsamalt öeldes on annus peamine määrav tegur selles, kas mis tahes aine on mürgine või mitte ja kui kahjulik see on elusorganismile.

Kaasaegsed toksikoloogid töötavad sageli koos kohtuarstide või kohtuekspertiisidega, kui nad teostavad mürgituskahtlusega ohvrile autopsia. Toksikoloogid pakuvad ka narkotesti teenuseid erinevatel eesmärkidel, näiteks selleks, et teha kindlaks, kas tööotsija kasutab ebaseaduslikke aineid või kas sportlane kasutab steroide oma soorituse suurendamiseks. Nende töö pakub ainulaadset ülevaadet inimese sees leiduvatest kemikaalidest.või mis tahes muu elusolend ja nende kemikaalide mõju peremeesorganismile.