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分布（distribution）是指药物吸收后从血液循环到达机体各器官和组织的过程。通常药物在体内的分布速度很快，可迅速在血液和各组织之间达到动态平衡。药物分布到达作用部位的速度越快，起效就越迅速。药物在体内各组织分布的程度和速度，主要取决于组织器官血流量和药物与血浆蛋白、组织细胞的结合能力。此外，细胞膜转运体的数量和功能状态、体液pH、生理屏障作用以及药物的分子量、化学结构、脂溶性、pKa、极性、微粒制剂的粒径等均能影响药物的体内分布。
（一）组织器官血流量
人体各组织器官的血流量是不均一的。通常在血流量丰富的组织和器官，药物的分布速度快而且转运量较多；相反，则分布速度慢和转运量较小。流经各组织器官的动脉血流量是影响分布的重要因素。在血流速度快的脏器，如脑、肝、肾、肺等，药物在这些组织器官分布较快，随后还可以再分布（redistribution）。例如，静脉注射硫喷妥钠，首先分布到血流量大的脑组织，随后由于其脂溶性高又向血流量少的脂肪组织转移，从而实现再分布，所以其起效迅速，但维持时间短。
（二）血浆蛋白结合率
大多数药物在血浆中均可与血浆蛋白不同程度地结合而形成结合型药物（bound drug），与游离型药物（free drug）同时存在于血液中。弱酸性药物主要与清蛋白结合，弱碱性药物主要与 α1 酸性糖蛋白（α1-acid glycoprotein）结合，脂溶性强的药物主要与脂蛋白结合。药物和血浆蛋白的结合符合下列公式：
D为游离型药物，DP为结合型药物。
设 PT为血浆蛋白总量，则上式可转换成：
上式表明决定血浆蛋白结合率的因素为游离型药物浓度、血浆蛋白量和药物与血浆蛋白的亲和力，即解离常数 KD 值的大小。
结合型药物不能跨膜转运，是药物在血液中的一种暂时贮存形式。因此，药物与血浆蛋白的结合影响药物在体内的分布、转运速度以及作用强度和消除速率。
药物与血浆蛋白结合的特异性低，与相同血浆蛋白结合的药物之间可发生竞争性置换的相互作用。如抗凝血药华法林血浆蛋白结合率约 99%，当与保泰松合用时，结合型的华法林被置换出来，使血浆内游离华法林浓度明显增加，抗凝作用增强，可造成严重的出血，甚至危及生命。药物与内源性化合物也可在血浆蛋白结合部位发生竞争性置换作用，如磺胺异 唑可将胆红素从血浆蛋白结合部位上置换出来，因此新生儿使用该药可发生致死性核黄疸（nuclear jaundice）。但是，药物在血浆蛋白结合部位上的相互作用并非都有临床意义。一般认为，只有血浆蛋白结合率高、分布容积小、消除慢以及治疗指数低的药物在临床上这种相互作用才有意义。
（三）组织细胞结合
药物与组织细胞结合是由于药物与某些组织细胞成分具有特殊的亲和力，使这些组织中的药物浓度高于血浆游离药物浓度，药物分布呈现一定的选择性。药物与某些组织亲和力强是药物作用部位具有选择性的重要原因，如氯喹在肝脏和红细胞内分布浓度高。多数情况下，药物和组织的结合是药物在体内的一种贮存方式，如硫喷妥钠再分布到脂肪组织。有的药物与组织可发生不可逆结合而引起毒性反应，如四环素与钙形成络合物储存于骨骼及牙齿中，导致小儿骨骼生长抑制与牙齿变黄或畸形。
（四）体液的pH和药物的解离度
在生理情况下，细胞内液pH为7.0，细胞外液pH 为7.4。由于弱酸性药物在较碱性的细胞外液中解离增多，因而细胞外液浓度高于细胞内液，升高血液 pH 可使弱酸性药物由细胞内向细胞外转运，降低血液 pH 则使弱酸性药物向细胞内转移；弱碱性药物则相反。口服碳酸氢钠碱化血液可促进巴比妥类弱酸性药物由脑细胞向血浆转运；同时碱化尿液，可减少巴比妥类弱酸性药物在肾小管的重吸收，促进药物从尿中排出，这是临床上抢救巴比妥类药物中毒的措施之一。
（五）体内屏障
1.血脑屏障（blood-brain barrier） 药物从血液向中枢神经系统分布，主要在药物进入细胞间隙和脑脊液受到限制。血脑屏障包括血液与脑组织、血液与脑脊液、脑脊液与脑组织 3 种屏障。脑组织的毛细血管内皮细胞紧密相连，形成连续性无膜孔的毛细血管壁，且外表面几乎全为星形胶质细胞包围，这种结构特点决定了某些大分子、水溶性或解离型药物难以进入脑组织，只有脂溶性高的药物才能以简单扩散的方式通过血脑屏障。但是在某些病理状态下（如脑膜炎）血脑屏障的通透性增大，一般不易进入中枢神经系统的大多数水溶性药物以及在血浆 pH 为 7.4 时能解离的抗菌药（如氨苄西林、青霉素、林可霉素和头孢噻吩钠等）透入脑脊液的量明显增多，有利于药物发挥治疗作用。
2.胎盘屏障（placental barrier） 胎盘绒毛与子宫血窦之间的屏障称为胎盘屏障。胎盘对药物的转运并无屏障作用，其对药物的通透性与一般的毛细血管无明显差别，几乎所有的药物都能穿透胎盘进入胎儿体内。药物进入胎盘后，即在胎儿体内循环，并很快在胎盘和胎儿之间达到平衡。因此，孕妇用药应特别谨慎，禁用可引起畸胎或对胎儿有毒性的药物。
3.血眼屏障（blood-eye barrier） 血液与视网膜、房水、玻璃体之间的屏障称为血眼屏障。血眼屏障可影响药物在眼内的浓度，脂溶性药物及分子量＜100Da 的水溶性药物易于通过。全身给药时，药物在眼内难以达到有效浓度，可采取局部滴眼或眼周边给药，包括结膜下注射、球后注射及结膜囊给药等。
