Die untersuchten Medikamente können unangenehme, ernsthafte und lebensgefährliche Nebenwirkungen haben und die Gefahr für die Probanden muss weitestgehend eingeschränkt werden. Während des Entwicklungsprozesses werden alle detaillierten Informationen über das Medikament gesammelt, die dann als Anhaltspunkte für das zu erwartende Verhalten der Substanz dienen. Die Gesetzgebung bezüglich der zu beachtenden Protokolle für klinische Studien ist in jedem Land ein wenig anders, unterscheidet sich aber nicht grundlegend. Vor dem Beginn der geplanten Studien muss die Genehmigung der entsprechenden Aufsichtsbehörde eingeholt werden. Die Studien werden Zeit ihrer Dauer kontrolliert und bei Bedarf angepasst. Die klinischen Studien werden in 4 Phasen durchgeführt, wobei jede einzelne konzipiert ist, um verschiedene Fragen über das neue Medikament zu beantworten:

Klinische Studien – Phase I
Das Ziel dieses Teils der Studie ist es herauszufinden, wie Menschen auf das neue Medikament reagieren und es verstoffwechseln. Die Tests werden an einer kleinen Gruppe freiwilliger, gesunder Testpersonen durchgeführt (meist 20 – 80). Sie werden dann an weiblichen Freiwilligen oder Patienten durchgeführt, wenn es unwahrscheinlich ist, dass die Versuche an gesunden, männlichen Probanden aufschlussreich sind. Das Medikament wird in steigenden Dosen verabreicht, um das sichere Dosierungsspektrum abzustecken und Nebenwirkungen zu erkennen. Es werden die Wirkung des Medikaments, seine Verstoffwechselung und seine Verteilung im Körper ermittelt und eventuell die ersten Vergleiche mit Placebo durchgeführt.

Klinische Studien – Phase II
Die zweite Versuchsreihe testet die Wirksamkeit des Medikaments und seine Sicherheit an einer größeren Gruppe von Menschen (100-300). Diese Gruppe besteht aus gesunden Individuen und solchen, die an der Erkrankung leiden, die Gegenstand der Studie ist. Auf die Weise kann ein Profil der kurzfristigen Nebenwirkungen erstellt werden. Die Versuche der Phase II sind kontrollierte Studien, bei denen das Medikament mit Placebo verglichen wird, um seine Wirksamkeit einzuschätzen. Kontrollierte Studien sind Doppelblind-Studien, bei denen weder die Probanden noch die tätigen Forscher wissen, welches Individuum den Medikamentenkandidat und welches das Placebo einnimmt.

Klinische Studien – Phase III
Diese Tests sind umfangreicher und bestehen aus kontrollierten und unkontrollierten Studien. In der Phase II hat man bereits die Wirksamkeit des Medikaments gemessen und nun wird der Nutzen im Vergleich zu den Risiken des Wirkstoffes im Detail betrachtet. Die Versuche werden an einer größeren Patientengruppe und in zahlreichen verschiedenen Kliniken durchgeführt. In dieser Phase werden die Informationen für den Beipackzettel des Medikaments und die Empfehlungen für das Gesundheitspersonal zusammengetragen, das das Medikament verabreicht. In dieser Phase könnten ungewöhnliche Nebenwirkungen erkannt werden.

Klinische Studien – Phase IV
Langfristige Humanstudien werden erst dann durchgeführt, wenn das Medikament seine Zulassung erhalten hat. Nebenwirkungen, Risiken, Nutzen und die optimale Anwendung des Medikaments werden weiterhin und auf lange Frist untersucht. Tierversuche zur Erforschung der grundlegenden Art und Weise, wie ein Medikament den Körper beeinflusst, bilden oft einen Teil der Phase IV der klinischen Studien. Diese Tests kristallisieren oft seltene Nebenwirkungen heraus. Möglicherweise haben bisher nicht genügend Menschen das Medikament eingenommen, um eine bestimmte schädliche Nebenwirkung entdecken zu können. Ernsthafte Nebenwirkungen, die nach der Zulassung bemerkt werden, werden in Tierversuchen nachgeprüft und dann die entsprechenden Empfehlungen zur Anpassung der Anwendung des Medikaments gegeben. In seltenen Fällen werden ernsthafte Nebenwirkungen nachträglich entdeckt und das Medikament nach einer Risiko-Nutzen-Analyse wieder vom Markt genommen.

In den USA erhalten etwa 11% der Medikamente, die Phase I der klinischen Studien beginnen, letzten Endes die Zulassung.