藥物進(jìn)入循環(huán)后首先與血漿蛋白結(jié)合（plasmaproteinbinding）。酸性藥物多與清蛋白結(jié)合，堿性藥物多與α1酸性糖蛋白結(jié)合，還有少數(shù)藥物與球蛋白結(jié)合。這種結(jié)合和藥物與受體蛋白結(jié)合情況相似。由此可見藥物的血漿蛋白結(jié)合量受藥物濃度，血漿蛋白（P）的質(zhì)和量及解離常數(shù)（KD）影響，各藥不同而且結(jié)合率（血中與蛋白結(jié)合的藥物與總藥量的比值）隨劑量增大而減少。藥理學(xué)書籍收載藥物的血漿蛋白結(jié)合率是在常用劑量范圍內(nèi)對(duì)正常人測定的數(shù)值。藥物與血漿蛋白的結(jié)合是可逆性的，結(jié)合后藥理活性暫時(shí)消失，結(jié)合物分子變大不能通過毛細(xì)管壁暫時(shí)“儲(chǔ)存”于血液中。上述反應(yīng)式中縱向虛線代表毛細(xì)管壁，在吸收過程中游離藥物穿透毛細(xì)管壁進(jìn)血液后與血漿蛋白結(jié)合，反應(yīng)平衡向右移，有利于吸收。在消除過程中（如肝攝取及腎小管分泌），血中游離藥物被除去，反應(yīng)平衡左移，有利于消除。藥物與血漿蛋白結(jié)合特異性低，而血漿蛋白結(jié)合點(diǎn)有限，兩個(gè)藥物可能競爭與同一蛋白結(jié)合而發(fā)生置換現(xiàn)象。如某藥結(jié)合率達(dá)99%，當(dāng)被另藥置換而下降1%時(shí)，則游離型（具有藥理活性）藥物濃度在理論上將增加100%，可能導(dǎo)致中毒。但一般藥物在被置換過程中，游離型藥物會(huì)加速被消除，血漿中游離型藥物濃度難以持續(xù)增高。藥物也可能與內(nèi)源性代謝物競爭與血漿蛋白結(jié)合，例如磺胺藥置換膽紅素與血漿蛋白結(jié)合，在新生兒可能導(dǎo)致核黃疸癥。血漿蛋白過少（如肝硬化）或變質(zhì)（如尿毒癥）時(shí)藥物血漿蛋白結(jié)合率下降，也容易發(fā)生毒性反應(yīng)。

吸收的藥物通過循環(huán)迅速向全身組織輸送，首先向血流量大的器官分布（distribution），然后向血流量小的組織轉(zhuǎn)移，醫(yī)學(xué)教育網(wǎng)搜|索整理這種現(xiàn)象稱為再分布（redistribution），如硫噴妥先在血流量大的腦中發(fā)揮麻醉效應(yīng)，然后向脂肪等組織轉(zhuǎn)移，效應(yīng)很快消失。經(jīng)過一段時(shí)間后血藥濃度趨向“穩(wěn)定”，分布達(dá)到“平衡”，但各組織中藥物并不均等，血漿藥物濃度與組織內(nèi)濃度也不相等。這是由于藥物與組織蛋白親和力不同所致。因此這種“平衡”稱為假平衡（pseudoequilibrium），這時(shí)血漿藥物濃度高低可以反映靶器官藥物結(jié)合量多少。藥物在靶器官濃度決定藥物效應(yīng)強(qiáng)弱，故測定血漿藥物濃度可以估算藥物效應(yīng)強(qiáng)度。某些藥物可以分布至脂肪、骨質(zhì)等無生理活性組織形成儲(chǔ)庫，或結(jié)合于毛發(fā)指（趾）甲組織。藥物的pKa及體液pH是決定藥物分布的另一因素，細(xì)胞內(nèi)液pH（約為7.0）略低于細(xì)胞外液（約7.4），弱堿性藥物在細(xì)胞內(nèi)濃度略高，弱酸性藥物在細(xì)胞外液濃度略高，根據(jù)這一原理，弱酸性藥物苯巴比妥中毒時(shí)用碳酸氫鈉堿化血液及尿液可使腦細(xì)胞中藥物向血漿轉(zhuǎn)移并加速自尿排泄，是重要救治措施之一。

血腦屏障（blood-brainbarrier）腦是血流量較大的器官，但藥物在腦組織濃度一般較低，這是由于血腦屏障所致。在組織學(xué)上血腦屏障是由血-腦、血-腦脊液及腦脊液-腦三種屏障的總稱，實(shí)際上能阻礙藥物穿透的主要是前二者。腦毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞間緊密聯(lián)接，基底膜外還有一層星狀細(xì)胞包圍，藥物較難穿透。腦脊液不含蛋白質(zhì)，即使少量未與血漿蛋白結(jié)合的脂溶性藥物可以穿透進(jìn)入腦脊液，其后藥物進(jìn)入靜脈的速度較快，故腦脊液中藥物濃度總是低于血漿濃度，這是大腦自我保護(hù)機(jī)制。治療腦病可以選用極性低的脂溶性藥物，例如磺胺藥中的磺胺嘧啶。為了減少中樞神經(jīng)不良反應(yīng)，對(duì)于生物堿可將之季銨化以增加其極性，例如將阿托品季銨化變?yōu)榧谆⑼衅泛蟛荒芡ㄟ^血腦屏障，即不致發(fā)生中樞興奮反應(yīng)。

胎盤屏障（placentabarrier）是胎盤絨毛與子宮血竇間的屏障，由于母親與胎兒間交換營養(yǎng)成分與代謝廢物的需要，其通透性與一般毛細(xì)管無顯著差別，只是到達(dá)胎盤的母體血流量少，進(jìn)入胎兒循環(huán)慢一些罷了。例如母親注射磺胺嘧啶2小時(shí)后才能與胎兒達(dá)到平衡。利用這一原理可以在預(yù)期胎兒娩出前短時(shí)內(nèi)注射鎮(zhèn)靜鎮(zhèn)痛藥，新生兒不致遭受影響。應(yīng)該注意的是幾乎所有藥物都能穿透胎盤屏障進(jìn)入胚胎循環(huán)，在妊娠期間應(yīng)禁用對(duì)胎兒發(fā)育有影響的藥物。