Fizikalno-kemijske metode su skup tehnika pomoću kojih se karakteriziraju odnosno istražuju razna svojstva lijekova poput njihove stabilnosti te se na temelju mjerljivih fizikalnih veličina može utvrditi posjeduju li aktivne tvari ispravan sastav. Uz pomoć raznih metoda određuju se fizikalne veličine poput pH vrijednosti i provodnosti, a na temelju niza eksperimenata mogu se odrediti i veličine karakteristične za pojedini lijek ili formulaciju poput topljivosti, vremena poluraspada te particijskog i distribucijskog koeficijenta. Određivanje tih veličina daje uvid u svojstva farmaceutski aktivnih tvari i pripravaka, a odabir odgovarajuće fizikalno-kemijske metode ovisi o istraživanoj tvari ili uzorku i eksperimentalnim uvjetima (primjerice sastavu, otapalu, ionskoj jakosti i temperaturi). Primjenjivost metoda u različitim fazama razvoja lijeka, time i njihova važnost u procesu, izravno je vezana uz prednosti i nedostatke pojedinih metoda koje je potrebno poznavati pri proizvodnji, čuvanju i stabilnosti lijekova. Među najčešće korištenim metodama ističu se potenciometrija, konduktometrija, kalorimetrija te spektroskopija NMR, koje će biti opisane u ovom radu. Potenciometrija se uglavnom primjenjuje za određivanje pH vrijednosti farmaceutskih pripravaka, pKa za određivanje koncentracije iona u otopinama te za kontrolu kvalitete lijekova. Konduktometrija je metoda kojom se mjeri provodnost elektrolitnih otopina, a u farmaceutskoj industriji primjenjuje se u analizi vode koja se koristi u proizvodnji lijekova i kontroli kvalitete gotovih farmaceutskih proizvoda. Također, primjenjuje se i u istraživanjima kinetike degradacije kada u reakciji sudjeluju nabijene vrste. Kalorimetrijske tehnike koriste se u istraživanjima termičke stabilnosti lijekova i detaljnoj termodinamičkoj analizi interakcija između lijekova i ciljanih molekula i/ili ekscipijensa. Spektroskopija NMR je analitička metoda koja se, osim za strukturnu analizu lijekova, makromolekula i supramolekulskih kompleksa, koristi i u fizikalno-kemijskim istraživanjima stabilnosti pojedinačnih lijekova i njihovih formulacija.