多数药物或代谢物本身在紫外光区即存在吸收峰，一些药物或代谢物受激发后，本身即可发射荧光；而另外一些药物还可通过特异的显色反应用分光法检测。但无论可见光分光光度法、紫外光度法还是荧光光度法，用于体液中药物检测时，都存在灵敏度低、特异性差的缺点，特别是易受代谢物干扰。虽然采用提取、双波长、示差、导数分光光度法等试图提高其灵敏度和特异性，仍未能从根本上克服上述缺点。但光谱法操作简便，所需仪器一般临床实验室都具备，检测成本低，便于推广。对治疗血药浓度水平较高，经适当方法改良光谱法能满足临床需要的药物，现阶段仍不失为一可采用的方法，如阿司匹林、对乙酰氨基酚、氨茶碱、苯妥英钠、苯巴比妥钠等。
火焰发射光谱法和原子吸收光谱法特异性及灵敏度均高，操作也较简便，但仅能用于某些含体内仅微量存在的金属离子药物。在TDM中可供锂盐、铂盐检测用。
