Toksikoloji, kimyasalların, özellikle de zehirlerin insanlar ve diğer canlılar üzerindeki bilimsel çalışmasıdır. Zehirlerin tespiti ve tedavisinin yanı sıra bu kimyasalların vücut üzerindeki etkilerini de inceler.

Zehirler dokuzuncu yüzyıldan beri incelenmiş ve hakkında yazılar yazılmış olsa da, modern toksikolojinin gerçek kökeni 1800'lerin başında Mathieu Orfila adlı bir adamın Traité des poisons: tires des règnes mineral, vegetal et animal; ou Toxicologie générale Orfila, zehirin insanlar üzerindeki etkilerini analiz etti ve cinayet kurbanlarında arsenik varlığını tespit etmek için bir yöntem geliştirdi. Geliştirdiği teknikleri tartıştığı kitabı, kısa süre içinde dedektiflerin zehir kullanıldığından şüphelendiği cinayet vakalarında yaygın olarak kullanılan bir kılavuz haline geldi.

Orfila'nın keşiflerinin kullanıldığı ilk davalardan biri, 1840 yılında Marie LaFarge'ın kocasını zehirlemekle suçlandığı davadır. Müfettişler cesette arsenik izine rastlayamayınca, Orfila'yı bizzat test yapması için çağırmışlardır. Orfila, savcılığın aradığı kanıtları bulmuş ve LaFarge cinayetten suçlu bulunmuştur.

Toksikolojinin birincil çalışması, herhangi bir durumda kullanılan zehir dozajıyla ilgilidir. Hemen hemen her madde, doğru koşullar altında zehirli olma potansiyeline sahiptir, ancak tehlikeli olup olmadığı, içerdiği zehir miktarına bağlıdır. Toksikoloji alanındaki ilk büyük uzmanlardan biri olan Paracelsus olarak bilinen bir adam, bu kavramı geliştirdi ve iyi bilinen bir özdeyiş yarattı"Zehiri doz yapar." Basitçe ifade etmek gerekirse, dozaj, herhangi bir maddenin toksik olup olmadığı ve canlı bir organizmaya ne kadar zararlı olacağı konusunda birincil belirleyici faktördür.

Modern toksikologlar, şüpheli bir zehir kurbanına otopsi yaptıklarında genellikle adli tabipler veya tıbbi tetkikçilerle birlikte çalışırlar. Toksikologlar ayrıca, bir iş başvurusunda bulunan kişinin herhangi bir yasadışı madde kullanıp kullanmadığını veya bir sporcunun performansını artırmak için steroid kullanıp kullanmadığını belirlemek gibi çeşitli amaçlar için uyuşturucu testi hizmetleri de sağlarlar. Çalışmaları, bir insanın içinde bulunan kimyasallara benzersiz bir bakış açısı sunarya da başka herhangi bir canlıya ve bu kimyasalların konakçıları üzerindeki etkilerine.