各种哺乳动物的多数生理参数,如组织容积,血液流量等都是体重的函数,对于同一动物(包括人类)也可将健康个体的实验结果外推到生理条件改变(如血流速率变化,高龄或幼龄,体重过重等)或不正常生理条件下(如肝,肾功能减退,器官移植等)的个体;还可以在不同剂量,不同给药途径和方案之间进行内推,称之为种内外推(intra species extrapolation)。早在1937年,Theorell首先提出一个简单的5室生理药代动力学模型(physiologically based pharmacokinetic model,PBPK model,以下简称生理模型)。由于当时在数学解析上的困难,实质上只是提出一个方向,即用数学模型可以描述生物系统和药物处置的过程。生理模型真正有意义的发展是1960年Bellman等所提出的与实际生理环境十分接近的包括毛细血管、细胞和细胞间隙的能够解析的模型,用以研究药物在器官内的分布,并用于化学治疗。1966年Bischoff和Brown,还根据解剖学知识将各种组织用体液流向网络加以联接,使其可以预测哺乳类动物中的药物分布。