Toksikologia on tieteellinen tutkimus kemikaalien, erityisesti myrkkyjen, vaikutuksesta ihmisiin ja muihin eläviin olentoihin. Se tutkii myrkkyjen havaitsemista ja hoitoa sekä näiden kemikaalien vaikutuksia elimistöön.

Vaikka myrkkyjä on tutkittu ja niistä on kirjoitettu jo yhdeksännestä vuosisadasta lähtien, nykyaikaisen toksikologian todellinen alkuperä juontaa juurensa 1800-luvun alkupuolelle, jolloin Mathieu Orfila -niminen mies kirjoitti tieteellisen teoksen nimeltä "Myrkytykset". Traité des toxons: tires des règnes mineral, vegetal et animal; ou Toxicologie générale. Orfila analysoi myrkyn vaikutuksia ihmisiin ja kehitti menetelmän arseenin havaitsemiseksi murhauhreista. Hänen kirjassaan käsiteltiin hänen kehittämiään tekniikoita, ja siitä tuli pian yleisesti käytetty ohje murhatapauksissa, joissa etsivät epäilivät myrkyn käyttöä.

Yksi ensimmäisistä tapauksista, joissa Orfilan löydöksiä hyödynnettiin, tapahtui vuonna 1840, kun Marie LaFargea syytettiin miehensä myrkyttämisestä. Kun tutkijat eivät löytäneet arseenijälkiä ruumiista, he kutsuivat Orfilan henkilökohtaisesti suorittamaan testejä. Hän löysi syyttäjän etsimät todisteet, ja LaFarge todettiin syylliseksi murhaan.

Toksikologian ensisijainen tutkimus koskee missä tahansa tilanteessa käytettävän myrkyn annostelua. Lähes jokainen aine voi olla myrkyllinen oikeissa olosuhteissa, mutta se, tuleeko siitä vaarallinen vai ei, riippuu myrkyn määrästä. Yksi ensimmäisistä merkittävistä toksikologian asiantuntijoista, Paracelsus nimellä tunnettu mies, kehitti tämän käsitteen ja loi tunnetun lausahduksen, jonka mukaanYksinkertaisesti sanottuna annostus on ensisijainen tekijä, joka ratkaisee, onko jokin aine myrkyllinen ja kuinka haitallinen se on elävälle organismille.

Nykyaikaiset toksikologit työskentelevät usein kuolinsyyntutkijoiden tai oikeuslääkäreiden kanssa, kun he suorittavat ruumiinavauksen epäillylle myrkytysuhrille. Toksikologit tarjoavat myös huumetestauspalveluja eri tarkoituksiin, kuten sen selvittämiseksi, käyttääkö työnhakija laittomia aineita tai käyttääkö urheilija steroideja suorituskykynsä parantamiseen. Heidän työnsä tarjoaa ainutlaatuisen näkemyksen ihmisen sisältä löytyvistä kemikaaleista.tai muuhun elävään olentoon ja näiden kemikaalien vaikutuksiin isäntäänsä.