通过抗肿瘤作用的筛选试验，对有特点的抗癌物质，在临床试用前必需进行临床前药理实验，包括毒性反应、用药方案及其在体内的代谢等内容; 前二者对指导临床试用必不可少，后者工作内容难易不一，有的在推荐之前就已完成，有的需在临床试用后逐步研究解决。毒性试验一般包括急性、亚急性及慢性毒性试验。

急性毒性 多采用小鼠或大鼠进行试验，观察一次给药后动物在1～2周内的毒性表现及死亡时间。如动物在给药后迅速死亡，提示该药有急速的药理反应;如动物经数日逐步死亡，表示有可能损伤内脏或骨髓，使机体抵抗力下降致死。实验一般用成年动物，但为给儿童试用作参考，也有采用幼年动物即在断乳后不久进行实验的。应注意口服半数致死量(LD₅₀)与非口服途径的差别，如差别很大应考虑药物在胃肠道中吸收不良及破坏分解等因素。用大动物试验药物的急性毒性，多模拟临床情况，观察心血管、呼吸、消化道和神经、造血系统等的改变，不需要试验出半数致死量。

亚急性毒性 系指给药2周到3个月的毒性试验。选用小动物(鼠)及大动物(狗或猴)，小动物每组用10～25只，大动物每组2～4只。试验的剂量应包括产生毒性反应的大剂量和毒性轻微的小剂量，后者应不与治疗量相差太大，否则剂量太低无治疗作用，失去参考价值。用药前后定时检查肝、肾、心、肺、胃肠等重要脏器的功能变化，对血象、动物食量、体重、神经反应及一般表现也应进行观察。出现毒性后应注意其可逆的程度、有无复原。停药后将部分动物处死，检查各脏器病理形态方面的变化。慢性毒性及特殊的毒理试验 给药3至6个月以上的可称慢性毒性试验，不同类型的药物有不同的要求。一般对抗癌药的慢性毒性试验要求不高，甚至无需进行。近年来有些药物需研究其致畸变及致癌作用等，以防止长期应用药物后产生的不良后果。临床前药理研究，除进行毒性试验外，尚需研究药物的使用方案、用药方法、吸收、分布、排泄和药物代谢方面的规律，使临床试用时有更多的参考资料。有时尚需进行药物作用原理和对细胞周期影响等项研究工作。通过临床前药理研究，综合药物疗效，毒性、化学类型等方面的特点，共同商讨推荐临床试用。初试剂量常取狗最大耐受量的1/2(以毫克/公斤体重计算)，猴最大耐受量的1/3。如按体表面积计算，人的剂量和动物的剂量很接近。为安全起见，第一人首次试用时仍宜将最大耐受量再减低1～2倍，然后逐步递增。必须指出，各种动物对药物的敏感性常有差异，临床试用应多参考最敏感动物的实验资料，切勿麻痹大意。另外，小动物毒性试验的预见性不如大动物，狗、猴在骨髓、胃肠道、肝肾功能上的预见性较高，可达90%以上;但皮肤反应、过敏现象的预见性则较低，所以常宜使用几种不同种类的动物进行观察。