Ľudstvo trpí množstvom chorôb, na niektoré z nich existujú lieky, mnohé však (zatiaľ) liečiteľné nie sú. Používané liečivá navyše nie sú nutne dokonalé: niektoré by mohli mať vyššiu účinnosť, iné, miernejšie alebo (ideálne) žiadne vedľajšie účinky. Nie je preto prekvapením, že vývoj nových liečiv je nesmierne živou oblasťou výskumu, či už v akademickom prostredí alebo vo farmaceutických firmách.
Vývoj nových liečiv je však náročný, komplexný a multidisciplinárny odbor. Od počiatočných štúdií, cez syntézu a testovanie, až po uvedenie nového lieku na trh bežne prejde viac než desať rokov. (Super)počítače zohrávajú v tomto procese čoraz významnejšiu úlohu. Použitie výpočtových metód umožňuje zásadne zúžiť množstvo potenciálnych kandidátov na nové liečivo, čo vedie k obrovským úsporám času a finančných prostriedkov. Slovo „zúžiť“ je použité úmyselne, nakoľko nie je v súčasnosti (a asi ani v blízkej budúcnosti) možné priamo určiť najlepšieho kandidáta výhradne použitím výpočtovej techniky. Hlavným dôvodom je komplexnosť interakcie chemickej látky s (ľudským) organizmom. Kandidát na liečivo musí byť nielen účinný v zapojení sa do mechanizmu cieľového ochorenia, ale musí mať aj čo najmenšie vedľajšie účinky, musí byť chemicky a metabolicky stabilný, nesmie byť toxický (vrátane svojich možných metabolitov) a musí mať množstvo ďalších špecifických vlastností, akými sú napríklad rozpustnosť, schopnosť prechodu príslušnými bunkovými membránami a pod.
Asi najbežnejší postup pri návrhu nového liečiva je nasledujúci: v prvom kroku sa identifikuje „biologický cieľ“ súvisiaci s daným ochorením. Takýmto cieľom zvyčajné býva proteínový receptor, enzým alebo nukleová kyselina, podstatné je, aby daná biomolekula zohrávala kritickú úlohu vo vzniku alebo priebehu ochorenia, respektíve v prežívaní alebo rozmnožovaní patogénu (ako napr. vírus alebo baktéria) spôsobujúcom ochorenie. Liečivo, ktoré sa často v tejto súvislosti nazýva aj „ligand“, je zväčša malá (desiatky atómov) organická molekula schopná väzby na biologický cieľ (napr. mechanizmom zámok-kľúč). Naviazaní sa, či už reverzibilným (vratný) alebo ireverzibilným (nevratným) spôsobom na cieľovú biomolekulu dochádza k očakávanej zmene jej biologickej funkcie. Molekula sa môže priamo naviazať na aktíve miesto enzýmu, čím zníži jeho aktivitu, môže však aj blokovať alebo aktivovať proteínový receptor alebo iónový kanál.
Hlavnou úlohou počítačov pri návrhu nového liečiva ja kvantitatívne popísať väzbu ligandu a cieľovej molekuly. Spektrum výpočtových metód, ktoré sú na tento účel použiteľné, je veľmi široké. Metódy sa líšia hlavne mierou empirizmu (t.j. nedostatkom rigorózneho, teoretického, fyzikálneho alebo chemického základu), ale taktiež „výkonnosťou“ (t.j. náročnosťou, a teda aj rýchlosťou výpočtu). Presnosť a výkonnosť metódy je, nanešťastie, nepriamo úmerná.
