根据来源的不同，可以将药物分为化学合成药物、生物制品和天然来源药物3类，据统计，化学合成药物仍是候选药物的最主要来源，历年来该类药物占比均超过50%。
从天然矿物、动植物中提取的有效成分，以及经过化学合成或生物合成而制得的药物，统称为化学药物。化学药物结构明确，具有预防、治疗、诊断疾病，或调节人体功能、提高生活质量、保持身体健康的作用。化学药物是以化合物作为其物质基础，以药效发挥的功效(生物效应)作为其应用基础的。美迪西提供化学药物合成工艺优化、制剂工艺优化等服务。
自19世纪至20世纪30年代，从动植物体中分离、纯化和鉴定许多天然产物，如有机酸(如水杨酸)、生物碱(如吗啡、阿托品、奎宁、咖啡因)等，这些天然产物具有某种生理或药理活性，可直接被用作药物。它们的分离和鉴定，说明了天然药物中所含的化学物质是天然药物产生治疗作用的物质基础，这些天然药物分子不仅为临床应用提供了准确适用的药品，而且也为药物化学的发展创立了良好的开端。
19世纪中期以后，化学工业特别是染料化工、煤化工等的发展，为人们提供了更多的化学物质和原料，人们对众多的有机合成化学的中间体、产物等进行了药理活性研究。同时有机合成技术的发展，使人们由简单的化工原料来合成药物成为可能。如人们使用氯仿和乙醚作为全身麻醉药、水合氯醛作为镇静夜眠药，这些药品的成功使用，促进了制药工业的发展。
在19世纪末期和20世纪初期，制药工业开始大量地合成和制备化学药物，人们开始合成一些简单的化学药物，如水杨酸和阿司匹林、苯佐卡因、氨替比林、非那西汀等，并且进行大规模的生产。药物化学的研究开始由天然产物的研究转入人工合成品的研究。与此同时，某些天然的和合成的有机染料中间体如白浪多息，用于致病菌的感染治疗，发现某些合成的化合物具有化学治疗作用而被用于临床。这个阶段中用于致病菌感染治疗的合成有机染料中间体为化学药物的最初起源，为制药工业的蓬勃发展奠定了良好的开端。然而，在这个阶段只局限于对已有物质的研究、寻找和发现可能的药用价值，是一种孤立的研究方式，未能在天然或合成物质的化学结构与生物活性的关系上做深入的研究。
大致是在20世纪30年代到60年代。其特点是合成药物的大量涌现，内源性生物活性物质的分离、测定和活性的确定，酶抑制剂的临床应用等，可称为药物发展的“黄金时期”。Dornagk首次将百浪多息用于临床治疗细菌感染，开始了现代化学治疗的纪元，并由此开拓出数十个临床应用的磺胺药。40年代青霉素抗菌活性得到进一步证实，并首次应用于临床，成为第一个应用于临床的抗生素药物。由于青霉素结构独特，抗菌活性强，在治疗学上带来了一次革命。青霉素的出现促使人们开始从真菌和其他微生物中分离和寻找其它抗生素。同时在青霉素临床应用的基础上，开展了半合成抗生素的研究并成功开发了耐酸、耐酶和广谱的几大类半合成青霉素。这一阶段，不仅合成了许多证明有药用价值的天然物质，一度缓解自然资源匮乏的问题，而且利用有机合成技术及其它技术，合成了甾体激素类药物、半合成抗生素、神经系统药物、心脑血管治疗药以及恶性肿瘤的化学治疗药物等，使化学药物在这个阶段取得了长足的进步。
现在人类已开发利用的化学药物种类已达数千种，按照作用的范围可分为中枢神经系统药物、外周神经系统药物、循环系统药物、消化系统药物等；按自身的作用功效可分为解热镇痛药物、抗肿瘤药物、抗菌药、抗病毒药等；按自身的化学结构特点又可分为多肽类药物、激素类药物、巴比妥类药物等。
生物合成药物是利用生物酶等生物活性分子为载体合成药物，提高反应选择性和反应速率。药物生物合成是指生物合成在药物制作中的应用，药物生物合成的立体选择性及个性药物的生产。药物生物合成主要利用生物活性分子，如以各种酶为载体参与到合成中，增强了反应选择性，反应条件更温和，反应速率也有一定的提高，同时微生物参与的合成则更为便捷，如染色体已经被用于合成药物，只需要提供含有人工合成的原料的培养液和合适的温度，大肠杆菌体内的各种酶就能利用这些原料来合成药物。
药物生物合成主要通过生物体的代谢来合成特定药物，是现代发酵工程、基因工程的扩展，该法对环境污染较小，适用于大规模生产药物。药物主要来源于生物的初级、次级代谢产物。简而言之就是利用微生物将药物前体合成药物的过程。是现代医学发展的一个未来趋势，也是未来医学的一个法杖方向。
化学合成药物和生物合成药物其实没有明显的界限，如果非要区分的话传统的化学合成工艺没有生物活性的大分子（蛋白质、核酸等）或微生物的参与，而是通过人工设计的合成路线，以经典的有机反应进行合成的生物技术的引入主要体现在生物活性分子，如各种酶，参与到合成中。生物合成药物最大的优势在于反应的选择性提高、反应条件更温和、反应速率也有一定的提高，同时微生物参与的合成则更为便捷，如染色体被修改了的大肠杆菌已经被用于合成药物，只需要提供含有人工合成的原料的培养液，大肠杆菌体内的各种酶就能利用这些原料来合成药物
