Um químico medicinal sintetiza fármacos aplicando técnicas de pesquisa química. Eles utilizam agentes medicinais de plantas e também criam compostos sintéticos de drogas na pesquisa e criação de novos fármacos. O foco principal é descobrir e desenvolver medicamentos farmacêuticos. Além de desenvolver novos fármacos, eles também melhoram fármacos antigos e seus processos de desenvolvimento. Químicos medicinais fazem isso trabalhando em estreita colaboração com diversos tipos de cientistas, incluindo biofarmacêuticos, biólogos, microbiologistas, toxicologistas, químicos teóricos e farmacologistas. Trabalham em equipe desenvolvendo novas técnicas de síntese, para desenvolver técnicas de produção mais ecológicas e econômicas, e para testar novos fármacos.
Químicos medicinais podem trabalhar em diversos ambientes. A maioria trabalha em laboratórios onde produzem, formulam e analisam novos compostos farmacêuticos. No entanto, também podem trabalhar em faculdades lecionando aulas relacionadas à química medicinal. Podem também trabalhar para o governo em organizações como a FDA (Food and Drug Administration), revisando novos e antigos fármacos quanto à segurança e conformidade.
Químicos medicinais devem ter certas características: gostar de pesquisa e do desconhecido; ser persistentes e imaginativos. Ser um jogador de equipe com sólidas habilidades de comunicação verbal e escrita também é muito importante.
Químicos medicinais requerem educação superior. A maioria das empresas farmacêuticas só contrata químicos medicinais com graus avançados e experiência prévia em pesquisa. O grau mais comum é em química orgânica, além de trabalho de pós-doutorado de pelo menos dois anos. Pesquisadores tipicamente possuem PhD, mas aqueles que buscam ser técnicos de pesquisa muitas vezes precisam apenas de um diploma de Bacharel na área. Algumas faculdades e universidades agora têm programas específicos de química medicinal para interessados nessa área.
Não está claro onde a indústria de químicos medicinais estará em dez anos. A indústria farmacêutica está passando por muitas mudanças e a reforma da saúde proposta pelo governo está levando muitas empresas a reduzir seus laboratórios, necessitando menos químicos medicinais. Empregos no governo e na academia também têm diminuído. Muitos químicos sentem que essa redução de vagas é temporária e que mais oportunidades surgirão em breve.