Najczęściej jednak biotransformacja leku łączy się z utratą jego aktywności biologicznej, chociaż metabolity mogą mieć istotny wpływ na losy pierwotnego leku w organizmie – mogą zmieniać jego stopień wiązania z białkami, dystrybucję, metabolizm i wydalanie. Głównym miejscem przemiany leków jest wątroba (w niewielkim tylko stopniu krew lub inne tkanki, a zwłaszcza ściana przewodu pokarmowego), a większość tych procesów zachodzi w mikrosomach jej komórek miąższowych. Metabolizm leków jest procesem enzymatycznym. Lek musi zatem przede wszystkim połączyć się z enzymem, co jest uwarunkowane określonym jego powinowactwem. Warunkiem zapoczątkowania reakcji enzymatycznej jest wniknięcie leku do wnętrza mikrosomów.
W przypadku powierzchniowo stosowanych środków dermatologicznych znaczenie ma niekiedy metabolizm w skórze. Na przykład hydroliza C-21 estrów glukokortykosteroidów nasila wiązanie z receptorami glukokortykosteroidowymi. Jednocześnie duża lipofilność estrów ułatwia pokonanie trudno przenikalnej zrogowaciałej bariery naskórkowej. Enzymy uczestniczące w biotransformacji, strukturalnie związane z błonami siateczki endoplazmatycznej (np. monoaminooksydazy, glukuronylotransferazy), po części również zlokalizowane w mitochondriach oraz występujące obok związanych strukturalnie jako enzymy rozpuszczalne (np.