Pharmakologie kann im weitesten Sinne als die Untersuchung der Auswirkungen chemischer Stoffe auf lebende Prozesse definiert werden. Zu diesen chemischen Wirkstoffen gehören natürliche Substanzen wie Hormone, Neurotransmitter, Wachstumsfaktoren und lokale autokrine Faktoren, aber auch Medikamente und toxische Stoffe in der Umwelt. Somit ist die Pharmakologie per Definition eine sehr breit gefächerte Disziplin. Die Abteilung für Pharmakologie an der Vanderbilt University School of Medicine macht sich diese breite Definition zu eigen.
Die Breite unseres wissenschaftlichen Umfelds zeigt sich darin, dass wir sowohl den Verbleib von Medikamenten nach ihrer Einnahme und die Variabilität des Ansprechens auf Medikamente bei unterschiedlichen Patientenpopulationen, die Pharmakokinetik, als auch die Wirkmechanismen von Medikamenten und körpereigenen Substanzen, die Pharmakodynamik, untersuchen, mit der Absicht, dass detaillierte molekulare Einblicke in die Wirkungsmechanismen von körpereigenen Hormonen, Neurotransmittern, Wachstumsfaktoren oder Autocoiden letztlich zur Entdeckung neuartiger Arzneimittelziele für die therapeutische Intervention bei Krankheiten führen, bei denen distale Schritte der Signaltransduktion vorliegen.