受體藥理學建立在 Langley（1905）的「接受物質」（receptive substance）概念和 Ehrlich 的「鎖鑰假說」之上，經由 Hill（1909）的量化結合理論、Clark（1926）的佔有理論，到 Black & Leff（1983）的操作模型（operational model），逐步形成現代受體理論的數學框架。
GPCR 結構革命
2007 年 Rasmussen et al. 解析首個非視紫質 GPCR（β2-adrenergic receptor）的高解析度晶體結構（2.4 Å），開啟了 GPCR 結構藥理學的新紀元。2011 年 Rasmussen et al. 進一步獲得 β2AR-Gs 複合物的結構，揭示受體活化時 TM6 向外擺動約 14 Å 以容納 Gα 亞基的核心機制。Brian Kobilka 和 Robert Lefkowitz 因 GPCR 研究獲 2012 年諾貝爾化學獎。
目前已有超過 500 個 GPCR 結構被解析（包括 cryo-EM 結構），使基於結構的藥物設計（SBDD）成為可能。AlphaFold2 對 GPCR 構象預測的準確性仍有限——特別是在活化態和配體結合態的預測上（Heo & Bhagwat, 2023）。
偏向性信號（Biased Signaling）
傳統受體理論假設受體只有「開」和「關」兩態，但 Kenakin & Christopoulos（2013）系統論述了多維效能（pluridimensional efficacy）概念：不同配體可穩定受體的不同活化構象，選擇性活化 G protein-dependent 或 β-arrestin-dependent 路徑。量化偏向性的方法包括 bias factor（ΔΔlog(τ/KA)）和 operational model 的擴展。
臨床實例：μ-opioid receptor 的 Gi 偏向性配體（oliceridine, TRV130）選擇性止痛而減少 β-arrestin 介導的呼吸抑制和便秘——2020 年 FDA 核准用於中重度急性疼痛。然而，Gillis et al.（2020）在 Nature 發表的研究質疑偏向性信號與類鴉片副作用的因果關係，認為 β-arrestin 路徑在呼吸抑制中的角色被高估。此爭議反映了從還原論到系統觀的範式轉移。
別構藥理學（Allosteric Pharmacology）
別構調節劑結合於正構位（orthosteric site）以外的位點，改變受體的構象和功能。Christopoulos & Kenakin（2002）建立的別構三態複合模型（allosteric ternary complex model）量化了別構調節劑對正構配體親和力（α 因子）和效能（β 因子）的調節。
別構藥物的臨床優勢：(1) 飽和性——效應有天花板，降低過量風險；(2) 探針依賴性（probe dependence）——對不同正構配體的調節效果不同；(3) 更高的亞型選擇性——因為別構位的序列保守性低於正構位。Benzodiazepines（GABA-A PAM）和 cinacalcet（CaSR PAM）是成功的別構藥物。然而，Keov et al.（2011）指出別構藥物的開發面臨獨特挑戰：平坦的構效關係（SAR cliff）和物種差異。
受體二聚化與信號複雜性
GPCR 可形成同源二聚體或異源二聚體，產生與單體不同的藥理特性。GABA-B 受體的 B1-B2 異源二聚體是功能性二聚化的經典例證（Jones et al., 1998）。μ-δ opioid 受體異源二聚體被認為參與嗎啡耐受性（Gupta et al., 2010），但體內二聚化的功能意義仍有爭議（Lambert & Bhargava, 2019）。
藥物-受體動力學（Kinetic Pharmacology）
傳統藥理學關注平衡態的 KD，但 Copeland et al.（2006）提出藥物療效更取決於結合動力學——特別是解離速率（koff）和藥物-受體複合物的半衰期（residence time, τR = 1/koff）。Tiotropium（長效抗膽鹼支氣管擴張劑）的卓越臨床療效即歸因於其極長的 M3 受體 residence time（>24h），而非特別高的親和力。Guo et al.（2016）的 kinetic-pharmacodynamic model 將 residence time 整合入 PK/PD 建模框架。