어떤 화학 물질의 폭로 양의 변화와, 그 화학 물질에 대한 어떤 모집단 중의 반응의 비율과의 관계를 말한다. 반응은 사망, 증상 등 무엇이나 좋고, 각각의 용량 반응 관계가 이루어진다. 용량과 반응 비율의 도수 분포는 정규 분포를 따른다. 반응의 누적 비율과 용량을 상관시키면 S자 곡선이 얻어지며, 이를 용량-반응곡선 이라고 한다. 그림에서 보는 바와 같이 독성물질의 상대적인 독성은 LD, ED, TD 곡선을 기본으로 평가된다. 만약 A화학물질에 대한 용량반응 곡선이 B화학물질에 대한 곡선보다 오른쪽에 위치하면 A화학물질의 독성이 B화학물질보다 크다. 그러나, 그림과 같은 현상이 일어날 수도 있다. 곡선의 윗쪽 데이터가 하나뿐인 경우에는 A화학물질이 언제나 B화학물질보다 훨씬 더 독성이 강하게 나타난다. 전체적으로 보면 작은 섭취량에서는 B화학물질이 A보다 더 독성이 강한 것으로 나타난다.