Metaboliserande enzymer ansvarar för omvandlingen och de viktigaste är de så kallade CYP-enzymerna. Metaboliserande enzymer finns huvudsakligen i levern men vissa förekommer till viss del även i tarmen och i andra vävnader.
Mängden och aktiviteten hos metaboliserande enzymer kan variera beroende på ärftliga orsaker. Om ett enzym som bryter ned ett läkemedel har långsammare aktivitet än normalt, leder det till att läkemedlet avlägsnar sig långsammare ur kroppen. Då kan dess koncentration i blodet växa och bli högre än normalt. En ökad enzymaktivitet leder å sin sida till att läkemedlet avlägsnas på motsvarande sätt snabbare.
Vissa läkemedelsubstanser befinner sig i läkemedelspreparat i s.k. prodrog-form. Detta innebär att de behöver bearbetning av enzym för att omvandlas till aktiv, verksam form. I sådana fall kan en försvagad enzymaktivitet leda till att läkemedlet inte omvandlas till sin aktiva form i tillräcklig mängd och förblir verkningslöst. Om enzymaktiviteten däremot är förhöjd, kan det bildas mer aktivt läkemedel än normalt, vilket kan leda till överdosering och biverkningar.
Exempel på enzymer som metaboliserar läkemedel, där man känner till ärftliga variationer: