毒理學是研究外源性化學物及物理和生物因素對生物有機體的有害作用及其作用機理，進而預測其對人體和生態環境的危害的嚴重程度，爲確定安全限值和採取防治措施提供科學依據的科學，也是對毒性作用進行定性和定量評價的一門學科。由於毒理學的研究目的是爲保護生物體的健康或安全提供科學依據的一門學科，因此從學科性質上毒理學屬於預防醫學，貫穿了預防爲主的思想。
毒理學與藥理學密切相關，目前已發展成爲具有一定基礎理論和實驗手段的獨立學科，並逐漸形成了一些新的毒理學分支。毒理學按照其研究目的及所研究的化學物質特性和用途可分爲工業毒理學、軍事毒理學、環境毒理學、藥物毒理學、法醫毒理學和放射毒理學等。
毒理學的研究對象廣泛，包括化學因素、物理因素、生物因素，而生物體包括人、動物、植物。因此毒理學與藥理學、生理學、病理學、化學、生物化學、生物學有聯繫；與工業、農業、經濟有聯繫；與法醫學、臨牀醫學、生態學及環境保護有聯繫；可以說，它與地球上生命的整個未來有聯繫。因而，毒理學在臨牀醫學、藥學、環境保護、動物學、優生優育、職業勞動保護和食品衛生等領域中均有廣泛用途。
因此毒理學的分類非常複雜，可從不同角度分類，並不完全一致。
從研究內容上可分爲：描述性毒理學、機制性毒理學和管理毒理學(也有稱爲法規毒理學)三部分。
從依照標準學科劃分可分爲: 法醫毒理學、臨牀毒理學、管理毒理學或法規毒理學、研究毒理學等。
從應用毒理學可分爲：食品毒理學、工業毒理學、農藥毒理學、軍事毒理學、放射毒理學、環境毒理學、生態毒理學等分支。
從研究對象可分爲：昆蟲毒理學、獸醫毒理學、人體毒理學和植物毒理學。
從研究領域可分爲：藥物毒理學、環境毒理學、食品毒理學、工業毒理學、臨牀毒理學、法醫毒理學、分析毒理學、軍事毒理學、管理毒理學等。
從研究的靶器官或系統可分爲：肝臟毒理學、腎臟毒理學、神經毒理學、生殖毒理學、免疫毒理學、皮膚毒理學、血液毒理學等。
從機制研究可分爲：細胞毒理學、遺傳毒理學、膜毒理學、生化毒理學、分子毒理學。
從毒物作用時相或過程可分爲：毒代動力學和毒效動力學。