1. 色谱分析法
体内药物分析中, 色谱技术(Chromatography )一直是研究体内药物及其代谢物最强有力的手段，其在体内药物分析中的应用始于上世纪八十年代。由于其具有分离和分析的双重功能，且有很高的选择性和较高的灵敏度，因而可同时分析结构相似的药物和代谢物等。色谱法可分为薄层色谱法（TLC）、薄层扫描法（TLCS）、气相色谱法 (GC)、高效液相色谱法 (HPLC)及高效毛细管电泳法 (HPCE)等。
色谱法中以高效液相色谱法最为常用，特别是反相高效液相色谱法 (RP-HPLC)更具有试剂价廉、方法简单和适应范围广等优点，现已成为体内药物分析方法中最重要的方法，并常作为体内药物分析中评价其它方法的参比方法。
GC法在体内药物分析方法中也占有重要地位，虽然该法只限于高挥发性、热稳定性的化合物，但通过化学衍生化技术可使应用范围大大增加。特别值得一提的是毛细管气相色谱法，由于其柱效高，可分析复杂的混合物（如兴奋剂的检查），因而在体内药物分析中具有很好的应用前景。
高效毛细管电泳(HPCE) 是20世纪80年代后期发展起来的经典电泳技术和现代微柱分离相结合的产物, 是一类以毛细管为分离通道，以高压直流电场为驱动力的新型液相分离分析技术。它分离模式多, 分离效率高, 速度快, 适用范围广, 所需样品、试剂用量少, 在体内药物分析中得到广泛应用。根据分离模式的不同，又可分为毛细管区带电泳(CZE)，毛细管凝胶电泳(CEC)，毛细管等电聚焦(CIEF)，胶束电动毛细管色谱(MEKC)等，CZE是目前应用最广泛的毛细管电泳分离模式。

2. 联用分析法
目前使用较广泛的为色谱联用分析法和色谱与核磁共振联用分析法。
色谱与质谱的联用是应用于药物分析中最为活跃的技术, 能够使样品的分离、定性、定量一次完成。色谱技术为质谱分析提供了纯化的试样, 质谱则提供准确的结构信息。
液相色谱-质谱联用（LC-MS）是目前最重要的分离分析方法之一，HPLC的高分离性能和MS的高选择性，高灵敏度及丰富的结构信息相结合，已成为体内药物分析研究中强有力的工具。分析前样品预处理简单, 一般无需衍生化或水解, 更适合于体内药物的分离和鉴定。
GC-MS联用技术已经是一门成熟的分析鉴定技术, 适合于挥发性强、热稳定的药物的分离。
随着核磁共振（NMR）仪在灵敏度、分辩率、动态范围等方面技术的提高, 色谱, 特别是HPLC与NMR 仪直接联用已成为可能, 并已经成为体内药物分析中有力的结构鉴定技术之一。

3．免疫分析法
免疫分析法（Immunoassay , IA）的原理是利用抗原-抗体的特异反应来测定体内药物的含量。它将分析方法与免疫原理相结合，进行超微量分析，具有灵敏度高、选择性强、操作简便、快速用量少、样品一般不需进行预处理等优点。因此，该法特别适合分析大批量的低浓度的体液样品。其缺点是测定药物的种类受试剂盒（Kit）供应的限制，且测定结果的准确度不如色谱法。
根据对抗原标记方法的不同，免疫分析法可分为放射免疫分析 (RIA)、酶免疫分析 (EIA)、化学发光免疫分析 (CLIA)及荧光免疫分析 (FIA)等。在体内药物分析中免疫分析方法已成为一种必不可少的基本检测技术。

4. 光谱分析法
光谱分析法 (Spectroscopic Analysis)包括比色法（COL）、紫外分光光度法 (UV)、荧光分光光度法 (FLUOR)和原子吸收分光光度法 (AAS)。光谱分析法是体内药物分析中应用较早的方法之一。其特点是仪器结构简单，测定快速简便。但由于这些方法本身不具分离功能，易受到结构相近的其它药物、代谢物及内源性杂质的干扰，因而其应用正逐渐减少，仅适用于分析一些浓度较高、含干扰成分较少的样品。但是光谱法中的荧光分析法由于灵敏度高，可分析浓度极低的药物（10-13g/ml），而成为体内药物分析中不可缺少的方法。此外，原子吸收分光光度法在测定体液中微量金属元素方面也占有特殊的地位。

5. 电化学分析法
电化学分析法 (Electrochemical Analysis)是一类基于电池内发生电化学反应而建立起来的方法。测定时，通过选择适当的电极组成化学电池，以测定电压、电流、电阻、电量等电信号强度变化来对药物进行定性和定量分析。该类方法的特点是仪器设备简单、操作方便，易于实现测试的连续化和自动化。本法由于受到方法灵敏度和选择性的限制，不如色谱法、免疫法应用广泛，但在测定体内某些离子性化合物以及具有电活性的药物时具有独特的作用。