Η ανάλυση γίνεται σε βιολογικό δείγμα όπως αίμα, υγρά, μαλλιά. Πολλαπλές δοκιμές για ουσίες διενεργούνται, όπως φάρμακα, ναρκωτικά, αλκοόλ και άλλες τοξικές ουσίες, π.χ. βαρέα μέταλλα, φυτοφάρμακα, εντομοκτόνα, μονοξείδιο του άνθρακα και άλλες τοξίνες ανάλογα με την διερεύνηση που έχει ζητηθεί.Επίσης μπορεί να υπάρξει τοξικολογική ανάλυση σε γνωστό δηλητήρια όπως, είδη οικιακής χρήσης, τρόφιμα και διάφορες χημικές ουσίες.