Farmācija robežojas ar ķīmiju, bioķīmiju, bioloģiju, matemātiku, statistiku, fiziku, medicīnas zinātnēm, inženierzinātnēm un sociālajām zinātnēm un izmanto šo zinātņu atziņas. Galvenās farmācijas apakšnozares ir farmācijas ķīmija, farmakognozija, farmaceitiskā tehnoloģija, sociālā farmācija, klīniskā farmācija. Farmācija ir cieši saistīta ar farmakoloģiju, kas pēta zāļu un cilvēka organisma mijiedarbību, un toksikoloģiju. Farmācijas ķīmijas pamatā ir organiskā, neorganiskā un analītiskā ķīmija; tā pēta zāļu vielu ķīmisko uzbūvi, stabilitāti, sintēzes un analīzes metodes, ķīmiskās un fizikālās īpašības, ķīmiskās struktūras saikni ar zāļu iedarbību. Daļēji robežojas ar medicīnas ķīmiju. Farmakognozija pēta dabiskas izcelsmes bioloģiski aktīvu vielu avotus (ārstniecības augus, dzīvniekus, sēnes), to drogu un produktu iegūšanu, kvalitātes pārbaudi, bioloģiski aktīvās vielas un to iedarbību. Farmaceitiskā tehnoloģija pēta zāļu formu (tablešu, kapsulu, ziežu un citu) izstrādi, kas ietver palīgvielu, zāļu vielas un ražošanas tehnoloģiju saderību un mijiedarbību. Sociālā farmācija ir zinātnes apakšnozare, kas pēta zāļu lietošanas sociālos aspektus, pacientu līdzestību un uzvedību un aptiekas sniegto pakalpojumu – farmaceitiskās aprūpes – ietekmi uz sabiedrības veselību. Pētot zāļu patēriņu, sociālā farmācija pēta arī zāļu lietošanas blakusparādības, farmācijas tirgus menedžmentu, sociālo taisnīgumu zāļu pieejamībā, farmācijas likumdošanu un farmaceita lomu sabiedrībā. Sociālā farmācija daļēji robežojas ar klīnisko farmāciju; tā ir zinātnes apakšnozare, kas vērsta uz pacientu aprūpi, lai uzlabotu to dzīves kvalitāti un slimību profilaksi, piemērojot individualizētu un dažādu pacientu grupu (bērni, grūtnieces, seniori) vajadzībām atbilstošu zāļu lietošanu. Klīniskā farmācija izmanto uz pierādījumiem balstītu pieeju pacientu aprūpē, regulējot zāļu devu un ievadīšanas veidu, veicinot zāļu darbības efektivitātes palielināšanu un nevēlamu zāļu blakusparādību skaita samazināšanos.

Farmācija ir veselības aprūpes nozares sastāvdaļa, kas nodrošina jaunu zāļu vielu izpēti, ražošanu, izplatīšanu, kā arī farmaceitisko aprūpi aptiekās un ārstniecības iestādēs. Tā nodrošina zāļu lietošanas uzraudzību, blakusparādību identificēšanu un izvērtēšanu, padarot zāļu lietošanu drošāku un efektīvāku. Farmācija papildus veic pacientu informēšanu par veselīgu dzīvesveidu, slimību profilakses pasākumiem, risina dažādas ar zāļu lietošanu un terapijas līdzestību saistītas problēmas.

Ekonomiskās sadarbības un attīstības organizācijas (latviešu ESAO, angļu OECD) zinātņu nozaru klasifikācijā farmācija iekļauta Medicīnas un veselības zinātņu grupā. Tā ietver vairākas apakšnozares: farmakoloģiju, medicīnisko ķīmiju un farmāciju. Visas šīs apakšnozares ir cieši saistītas ar citām nozarēm: medicīnu, ķīmiju, bioloģiju, veterinārmedicīnu un sociālajām zinātnēm.

Farmācijas pētniecība tiek organizēta, pamatojoties uz pierādījumiem balstītas pētniecības teorijām un metodēm. Farmācijas pētījumos pārsvarā izmanto kvantitatīvās pētniecības metodes, bet ir arī sastopami pētījumi, kur izmantotas kvalitatīvās pētniecības metodes. Hronoloģiski pētījumus var iedalīt preklīniskajos un klīniskajos pētījumos. Galvenie pētniecības virzieni: jaunu zāļu vielu (arī vakcīnu un bioloģisko preparātu) radīšana un to darbības mehānismu izpēte, farmakokinētika, farmakodinamika, farmakoģenētika, fitoķīmija, farmakognozija, zāļu formu tehnoloģijas, zāļu piegādes sistēmas, biomateriāli, sociālā farmācija, farmakoekonomika un citi.

Farmācija ir tikpat sena kā cilvēce, jo slimības un līdzekļi slimību ārstēšanai bija ikdienas nepieciešamība. Pirmatnējā sabiedrība uzkrāja empīriski iegūtas zināšanas pārsvarā par ārstniecības augu un dzīvnieku valsts produktu lietošanu ārstēšanai konkrētajā ģeogrāfiskajā teritorijā. Liela ietekme bija arī mitoloģijai un reliģijai. Senajā pasaulē farmācija un medicīna attīstījās kopīgi. Farmācijas atdalīšanos sekmēja nepieciešamība sagatavot zāles atbilstošā zāļu formā. 8. gs. Bagdādē tika izveidota pirmā patstāvīgā iestāde – aptieka, kur speciālisti nodarbojās ar zāļu gatavošanu. Aptieku laboratorijās farmaceiti izmantoja ķīmijas metodes, kā rezultātā no 17. gs. vidus līdz 19. gs. otrajai pusei Eiropā farmaceiti veica nozīmīgus atklājumus ķīmijā. Līdz 19. gs. lielākā daļa zāļu bija augu valsts izcelsmes; individuālu bioloģiski aktīvu savienojumu – alkaloīdu – izolēšana no ārstniecības augiem 19. gs. sākumā pavēra iespējas mūsdienu farmakoloģijas un farmaceitiskās rūpniecības attīstībai.

20. gs. laikā atklājumi farmācijā un medicīnā nodrošinājuši būtisku ieguldījumu veselības aprūpē, cilvēku dzīvildzes un dzīves kvalitātes uzlabošanā. 20. gs., attīstoties medicīnai, farmācijai, bioloģijai un ķīmijai, ir daudzas terapijas metodes un jaunas zāļu grupas, kas palīdzējušas kontrolēt daudzu infekcijas slimību izplatību, būtiski samazinot mirstību. Izpētīti vitamīnu darbības mehānismi un to nozīme, radīti efektīvāki onkoloģiskie, kardioloģiskie, psihiatriskie un citi līdzekļi. Būtiskas izmaiņas ir notikušas arī zāļu formu izstrādē, klīnisko pētījumu organizācijā (multicentriskums, randomizācija, placebo kontrole un tā tālāk), zinātniskās literatūras pieejamībā un izpratnē par pierādījumos balstītu medicīnu. Zinātnieki vairs nestrādā individuāli, bet veido multidisciplināras komandas, tāpēc jaunākos sasniegumus vairs nav iespējams attiecināt uz atsevišķām personām. Liela uzmanība tiek pievērsta slimību profilakses pasākumiem, veselīgam dzīvesveidam, kā arī pacienta vajadzībām, lai nodrošinātu efektīvāku un optimālu terapiju.

Mūsdienās farmācijas galvenie izaicinājumi joprojām ir jaunu zāļu vielu meklējumi – pretvēža, pretvīrusu, antibakteriālie, bioloģiskie medikamenti; viedu zāļu formu un medicīnisko tehnoloģiju izstrāde; individualizēta un izmaksu ziņā sabalansēta pacienta ārstēšana.

Intensīvs darbs norit arī dažādu slimību farmakoģenētisko faktoru izpētē, kas nodrošinās personalizētu un efektīvāku terapiju pacientiem, kuriem ir dažādas infekcijas, onkoloģiskas, kardioloģiskas, endokrinoloģiskas, neiroloģiskas un citas slimības. Jaunu zāļu reģistrācijas process prasa aizvien vairāk resursu un izpēti, lai nodrošinātu pēc iespējas efektīvāku un drošāku zāļu terapiju. Palielinoties lietoto zāļu skaitam, palielinās arī zāļu mijiedarbību risks, kas paredz papildu izpēti un individualizētu pieeju katra pacienta terapijai, nodrošinot pacienta zāļu terapijas līdzestību un izpratni par terapijas nozīmi.

Nozīmīgu vietu farmācijas nozarē ieņem arī veterinārmedicīnisko zāļu izpēte un ražošana.

Jaunu zāļu vielu pētniecība notiek gan zinātniskajos institūtos (Latvijā – Organiskās sintēzes institūtā, Latvijas Biomedicīnas pētījumu un studiju centrā), gan arī universitātēs un ražošanas uzņēmumos. Izpēte nodrošina ne tikai jaunu zāļu vielu radīšanu un sintēzi, bet arī zāļu darbības mehānisma un efektivitātes izpēti, zāļu formas izstrādi, standartizācijas pētījumus un klīniskos pētījumus. Lielākie pasaules pētniecības un zāļu ražošanas uzņēmumi: Roche, Pfizer, Johnson&Johnson, Merck, Novartis, Takeda, Sanofi un citi.

Nozīmīgākās universitātes Eiropā (QS World University Rankings, 2021), kas nodarbojas ar farmaceitu izglītošanu un pētniecību: Oksfordas Universitāte (University of Oxford), Kembridžas Universitāte (University of Cambridge), Notingemas Universitāte (University of Nottingham), Londonas Universitātes koledža (University College London), Leidenas Universitāte (Universiteit Leiden), Mančesteras Universitāte (The University of Manchester), Kopenhāgenas Universitāte (Københavns Universitet), Karolinskas institūts (Karolinska Institutet) un citas.

Vadošie periodiskie izdevumi ir Journal of Pharmacy and Pharmacology (kopš 1870. gada, Wiley-Blackwell), Journal of the American Pharmaceutical Association (kopš 1912. gada, American Pharmacists Association), Journal of Pharmaceutical Sciences (kopš 1912. gada, Elsevier), Pharmacology & Therapeutics (kopš 1997. gada, Elsevier), Clinical Pharmacology&Therapeutics (kopš 1997. gada, Wiley), American Journal of Hospital Pharmacy (kopš 1965. gada, American Society of Health-System Pharmacists), International Journal of Pharmaceutics (kopš 1978. gada, Elsevier), European Journal of Pharmaceutical Sciences (kopš 1993. gada, Elsevier), European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics (kopš 1997. gada, Elsevier), Die Pharmazie (kopš 1946. gada, Govi-Verlag).

Mūsdienu sintētisko zāļu aizsākumi meklējami 19. gs. beigās, kad attīstījās ķīmijas un zāļu vielu sintēzes joma, kā arī strauji sāka attīstīties farmācijas industrija. Tā 1897. gadā vācu zinātnieks Fēlikss Hofmans (Felix Hoffmann) sintezēja salicilskābi jeb aspirīnu, kas plaši pieejams arī mūsdienās.

Viens no nozīmīgākajiem atklājumiem farmācijā un medicīnā ir antimikrobiālie līdzekļi. Penicilīnu atklāja angļu zinātnieks Aleksandrs Flemings (Alexander Fleming) 1928. gadā. Jau 1940. gadā benzilpenicilīns tika izdalīts tīrā veidā un nonāca lietošanā plašā sabiedrībā. Savukārt 1932. gadā vācu zinātnieks Gerhards Domags (Gerhard Johannes Paul Domagk) atklāja sulfanilamīdu prontozilu, kas bija pirmais sintētiskais preparāts ar antibakteriālu darbību. Abi zinātnieki par savu darbu ir saņēmuši Nobela prēmijas (Nobelpriset).

Pēdējo gadu ievērojamākie pētnieki, kas piedalījušies Covid-19 vakcīnu radīšanā, ir Ūrs Šahins (Uğur Şahin) un Ezlems Tireci (Özlem Türeci) (BioNTech).