Toksykolog zajmuje się rozpoznawaniem i opisem substancji szkodliwych dla życia, a także badaniem tego, w jaki sposób wpływają one organizm. Z osiągnięć toksykologii korzystają pacjenci cierpiący na zatrucia, śledczy prowadzący sprawy kryminalne, osoby odpowiedzialne za ochronę środowiska, a także wielu innych specjalistów. W ramach działania poradni toksykologicznej wykonuje się diagnostykę zatruć, np. metalami ciężkimi, grzybami lub lekami.
Przy użyciu nowoczesnych metod możliwa jest również analiza materiałów alternatywnych, takich jak np. paznokcie, włosy, ślina czy szpik kostny. Do poradni toksykologicznej zgłaszają się pacjenci, którzy przyjmują leki o wąskim zakresie terapeutycznym, które nawet po minimalnym przekroczeniu stężenia w organizmie stają się toksyczne. Innym zastosowaniem toksykologii jest wykrywanie obecności narkotyków, a także precyzyjne określenie stężenia alkoholu we krwi.
Toksykologia pozwala też diagnozować lekomanię. Do badań wykorzystywana jest krew pełna, czyli taka, która zawiera elementy upostaciowione i nieupostaciowione, a także osocze i surowicę. W Polsce istnieją placówki, które udzielają świadczeń na NFZ, ale zdarza się, że pacjenci korzystają z usług poradni prywatnie.