肾脏是药物排泄的主要器官，也是药物代谢的器官之一，易受到某些药物的作用而出现毒性反应。当肾功能不全时，药物及其代谢产物的药理效应和持续时间将随之改变，对药物的药动学和药效学产生影响。

肾功能不全患者肾单位数量减少，肾小管酸中毒。如维生素D羟化不足，导致肠道钙吸收减少。慢性尿毒症患者常伴有胃肠功能紊乱，如腹泻、呕吐，这些均影响药物的吸收。

药物在体内的分布主要用表观分布容积来表示，主要受药物的脂溶性和蛋白结合率的影响。蛋白结合率大或水溶性药物的分布容积较小，而脂溶性药物的分布容积较大。肾功能不全使许多药物的血浆蛋白结合率发生变化。一般而言，酸性药物的血浆蛋白结合率降低，如巴比妥类、磺胺类、呋塞米、万古霉素、环丙沙星和头孢菌素等，碱性药物血浆蛋白结合率不变（普萘洛尔、地昔帕明）或增加（如妥布霉素、奎尼丁及利多卡因），仅少数降低（如吗啡、氨苯蝶啶）。

肾功能不全，血浆蛋白结合率改变，药物分布容积也可改变。大多数药物表现为分布容积增加，某些蛋白结合率低的药物，如庆大霉素、异烟肼等分布容积无改变。但地高辛分布容积减少。

肾功能不全所致药物蛋白结合率及分布容积改变的临床意义很难预测。一方面，药物蛋白结合率下降，游离血药浓度增高，作用增强，毒性增加；另一方面，分布容积增加，消除加快，半衰期缩短。

肾脏是仅次于肝脏的药物代谢的重要场所，肾脏含有多种药物代谢酶，氧化、还原、水解及结合反应在肾脏均可发生，肾功能不全时，经肾脏代谢的药物生物转化障碍，如尿毒症患者维生素D ₃的第二次羟化障碍。肾功能损害患者对苯妥英钠、苯巴比妥和普萘洛尔等的代谢较正常人快，可能机制如下：①肾功能不全致药物蛋白结合率下降；②某些食物及其代谢产物在肾功能不全时产生肝药酶诱导，如包菜等十字花科植物能加快大鼠微粒体羟化过程。肾功能不全对药物生物转化的影响可表现为正常、加速或减慢，因此临床上应根据肾功能不全时的药物代谢特点，进行相应的药物剂量和使用方法的调整。

和吸收、分布、代谢三个环节相比，肾脏对排泄的影响非常显著。除部分药物经肝胆系统清除外，绝大多数药物主要以原形或代谢产物的形式通过肾脏排泄。肾功能减退时，药物的排泄减慢，血浆半衰期延长，药物在体内蓄积作用加强，甚至产生毒性反应。机制如下：①肾小球滤过减少。如地高辛、氨基糖苷类主要经肾小球滤过而排出体外。②肾小管分泌减少。尿毒症患者体内蓄积的内源性有机酸可与弱酸性药物在转运上发生竞争，使药物经肾小管分泌减少。③肾小管重吸收增加。肾功能不全患者体内酸性产物增加，尿液pH下降，弱酸性药物离子化减少，重吸收增加。④肾血流量减少。肾血流量减少，肾小球滤过、肾小管分泌、重吸收功能均可能发生障碍。