因先导化合物存在着某些缺陷，如活性不够高，化学结构不稳定，毒性较大，选择性不好，药代动力学性质不合理等等，需要对先导化合物进行化学修饰，进一步优化使之发展为理想的药物，这一过程称为先导化合物的优化。

优化方法：1、通过化学操作和生物学评价、发现决定药理作用的药效团；或得到特异性高、毒副作用小的药物。

2、改变先导化合物的化学结构，反复试验。例如利用生物电子等排体对先导化合物进行优化。