藥物基因組學主要研究基因如何影響個體對藥物的應答。通過檢測受檢者的基因突變情況得知受檢測者代謝酶、受體、轉運體等的表型，通過不同表型對藥代動力學（PK）和藥效動力學（PD）的影響，預測一些藥物療效和不良反應風險。基于基因信息的個體化用藥有助于實現收益最大化，風險最小化。
精神科藥物主要經過P450酶（CYP450）代謝，主要包括CYP1A2、CYP2C9、CYP2C19、CYP2D6和CYP3A4等。這些代謝酶的表型不同，適用的藥物劑量也不同。
P450酶的活性由基因型決定，同時受抑制劑或誘導劑的影響，根據酶活性的不同，同一種酶可呈現不同的表型，包括EM（正常代謝型）、IM（中間代謝型）、PM（慢代謝型）、UM（超快代謝型）等。其中，經CYP2D6和CYP2C19代謝的藥物最多，進行檢測的意義也最大。
藥代動力學受CYP2D6表型影響的藥物最多，研究表明抗抑郁藥中的地昔帕明、丙咪嗪、多慮平、去甲替林、帕羅西汀、阿米替林、氟西汀、度洛西汀、米氮平、文拉法辛、安非他酮等藥物的使用劑量都應根據CYP2D6表型作出調整；抗精神病藥中的氟哌啶醇、甲硫噠嗪、奮乃靜、利培酮、氯氮平、奧氮平、阿立哌唑等亦是如此。
CYP2C19參與了文拉法辛、依替唑侖、多慮平、安定、嗎氯貝胺、舍曲林、西酞普蘭、艾司西酞普蘭、氯氮平、氯丙咪嗪、阿米替林、丙咪嗪等藥物的代謝。在使用以上藥物時，也應根據CYP2C19表型做出相應的劑量調整。
慢代謝型患者由于酶活性降低甚至喪失，可能導致藥物在體內蓄積從而產生不良反應；超快代謝型患者由于酶活性增高，可能導致藥物清除加快，血藥濃度降低，影響藥物療效。
除了預測代謝酶對藥物代謝的影響，藥物基因組學還能通過基因多態性對受體、轉運體等的影響預測精神疾病的治療結局：
因為藥物基因表型對療效影響較為明顯，美國FDA已將藥物基因組學納入上市前早期臨床研究評價和藥品標簽。FDA已經在超過160種藥物的說明書中加入了基因組學信息，其中包括35種精神科藥物。那么藥物基因檢測臨床應用效果如何呢？國外一項精神科門診重型抑郁障礙的藥物基因檢測支持治療臨床應用研究顯示：藥物基因檢測指導治療可顯著改善抑郁癥患者治療結局！
另有加拿大調查顯示，168名使用過藥物基因檢測的臨床醫生中，超過八成認可基因檢測對精神科用藥的指導意義。
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