药物反应发生的病因机理颇为复杂，有变态反应性，亦有非变态反应性或其他特殊机制。
一、变态反应
大多数药疹发生与此有关。其主要依据是：
1、几乎均发生药理学所允许的用量下；
2、有一定的潜伏期；
3、患者仅对某种或某类药物过敏，具有高度特异性；
4、对某种药物已经致敏者，若再次用同样药物，即使微量，常导致药疹复发；
5、应用与致敏药物结构相近的药物可出现交叉过敏；
6、用致敏药物作皮试，可获阳性结果；
7、少数药物所致的以Ⅰ型反应为主的药疹可作短时间脱敏；
8、抗过敏药物，特别是皮质类固醇治疗常见显效。
化学性药物多属半抗原，在进入体内后必须先与组织中某些蛋白质组分作共价结合成为全抗原(半抗原-载体复合物)才开始发挥作用。药物抗原性的强弱与其其本身的化学结构有关，一般认为高分子量的或具苯核或嘧啶核的药物，其抗原性较强，如青霉素G及其衍生物、多聚体、长效磺胺、苯巴比妥、复方阿司匹林等所引起的药疹就比较多见；而抗原性弱或不具抗原性的药物，如氯化钾、碳氢钠等则很少引起或不引起药疹。
变应性药物反应的类型不一，它可以Ⅰ至Ⅳ型任何一型表现出来，有时在同一患者可以兼有两种以类型反应。
二、非变态反应及其他
1、毒性作用多由于用量过大所致，如大剂量巴比妥类安眠药物引起的中枢神经抑制；氮芥、白血宁等引起的骨髓抑制或肝损害；农药1059、1605吸收引起的中毒反应等。
2、药理作用如抗组胺药物引起的嗜睡；皮质类固醇引起的欣快感；菸酸引起的面部潮红等。
3、光感作用服用氯丙嗪、磺胺药后，再受日光照射，可引起主要发生暴露部位的皮炎。按其发生机理又可有光变应性和光毒性反应两种。
4、酶系统的扰乱如大仑丁可通过干扰叶酸盐的吸收和代谢，引起口腔溃疡；13-顺维生素A酸可改变脂质代谢引起黄瘤；异菸肼可影响维生素B6代谢而引起多发性神经炎。
5、沉积作用药物或其产物沉积于特殊组织中引起的反应，如铋、汞、银、铅等重金属盐沉积于齿龈，砷剂沉积于皮肤(色素沉着、角化)，及阿的平引起的皮肤发黄等。
6、特殊的局部刺激作用如阿司匹林可直接腐蚀胃粘膜，引起胃出血、胃溃疡；磺胺结晶阻塞肾小管、肾盂和输管，引起尿痛、血尿、尿少甚至尿闭等。
7、菌群失调人体内的正常菌群，在多年共同进化过程中能相互适宜，一些菌群能抑制另一些菌群过度繁殖，某些菌群尚能合成维生素B族和维生素K，供机体健康需要。总之，微生物与微生物之间，微生物与机体间均达到矛盾的统一。但如果长期或大量应用抗生素、皮质固醇或免疫抑制剂，可扰乱这些平衡。如广谱抗生素的应用常可导致条件致病菌的感染。
8、致畸、致癌作用某些药物长期应用后可能有致畸、致癌作用，如沙利度胺(thalidomide)及维A酸(tretinon)等。
三、影响因素
除上述作为直接致病因素的药物本身及其可能的致病机制外，以下几方面的因素在药物反应的发生、发展中也往往直到一定作用。
1、用药情况
⑴滥用：多数是由于医师用药原则掌握不严，随意投药。还有一部分是由于患者一知半解地应用自备药物或自购药物服用而引起药物反应。
⑵错用：医生开错处方，或药房发错药，抑或患者错服药物，当然这些都属偶然事件。
⑶服药自杀：这是极少见现象。
⑷用药剂量：用药剂量过大，可引起严重甚至死亡。但有时正常剂量也可出现药物反应，这与不同个体对药物的吸收、代谢和排泄速度不同有关，特别是老年患者更应密切注意。
⑸用药疗程；急性病症，用药时间一般不长，即使所用药物毒性较强，其危害性也可能较少。但慢性病症，特别象癌肿患者，所用抗癌药物疗程较长，往往发生药物的积蓄作用，产生毒性产生。当然，也有些药物如安眠药、镇静剂等，在长期重复应用搬弄是非，可引起药瘾作用。
⑹用药种类过多：对于有过敏体制的有，一般用药种类越多，发生反应的机会亦越多。这可能是由于药物之间的交叉反应，或协同作用所致。
⑺用药途径：一般认为药物通过注射比口服较易引起反应。外用抗原性强的药膏，如磺胺、四环素软膏等吸收后药物反应的姓率亦远高于口服者。外用硼酸溶液湿敷因药物吸收过量引起婴儿死亡的事例早有报告。孕妇或哺乳期妇女服用的药物，可进入胎儿或婴儿体内引起反应。
⑻交叉过敏：很多在结构上有共同之处的药物，例如含有共同“苯胺”核心的磺胺药、普照鲁卡因、对氨水杨酸等均可引起相同的反应，称之为交叉过敏。这种反应在第一次用药10小时左右即可发生，而不需要经过4～5日以上的潜伏期。
⑼重用致敏药物：如患者对某一种药物已发生过敏而以后再重复应用可发生更为严重的反应。致敏药物的重用通常是由于：
①医生的疏忽，未了解患者过去的药物反应史；
②患者未主动告诉医生他的药物过敏史；
③用了可发生交叉过敏的药物；
④个别处于高敏状态的药疹患者，容易对本来不敏感的药物发生过敏反应。
⑽注射器不洁：不洁的注射器、针头、针筒、药瓶、皮管等均可能由于将某些致热原带入体内引起不良反应。
2、机体情况
⑴性别：药物反应男女均可姓，但男略多于女(3∶2)。由于性别上的差异，雌性激素、灰黄霉素可引起男性乳房发育，而雄性激素会引起女性患者的男性化。
⑵年龄：儿童除对麻醉剂较成人敏感外，对一般药物有较大的耐受性。儿童对药物的过敏反应亦较少见。
⑶特异质反应(idiosyncrasy)：即不是通过免疫机理发生的一种对药物的异常反应。发生原因不明。
⑷遗传因素：如具有遗传过敏(atopy)体质的患者，对青霉素类药物有发生严重反应的潜在危险性。
⑸过敏或变应性体质：大多数药物反应是发生在具有一定的过敏性体质的患者。其变应性发病机理已在前面论及。