Do laboratoryjnych badań diagnostycznych należy też oznaczanie poziomu stężenia leków, substancji psychoaktywnych oraz trucizn we krwi oraz moczu. Tego rodzaju badanie zleca się wówczas, gdy lekarz musi dobrać odpowiednią i optymalną dawkę leku dla swojego pacjenta lub, w innym przypadku, gdy u zatrutego lekami pacjenta należy zidentyfikować substancję jaką zażył i sprawdzić jej dawkę.

Aby dobrać najskuteczniejszą dla pacjenta terapię lekarz musi uwzględnić nie tylko dawkę leku, jaką musi zażyć pacjent, ale też musi znać stężenie danego leku we krwi pacjenta. Jeżeli stężenie leku we krwi jest zbyt duże:

• mogą uruchomić się u pacjenta niepożądane objawy
• lek nadmiernie i niepotrzebnie obciąża narządy wewnętrzne metabolizujące go
• podnosi się wrażliwość organizmu na dany lek wymuszając w przyszłości coraz większe dawki

Najczęściej metodą laboratoryjną bada się stężenie tylko pewnych grup leków:

•  β-adrenolityków
• leków uspokajająco-nasennych
• psychotropowych
• przeciwdrgawkowych
• antypsychotycznych
• inhibitorów kanałów wapniowych

Metodą laboratoryjną aktualnie można oznaczyć stężenie 50 różnorodnych leków. Badanie zleca zawsze lekarz prowadzący, czyli ten który przepisał dany lek. Lekarz też określa warunki badania, czyli czas, który powinien upłynąć od momentu zażycia leku a pobraniem od pacjenta krwi lub moczu oraz ile takich badań i jak często należy wykonać. Lekarz też może zadecydować odstawienie przez pacjenta części zażywanych przez niego leków do badania. Do przeprowadzenia badania pobiera się niewielką ilość krwi lub moczu.