välittömän myrkyllisyyden testauksen tarkoituksena on saada tietoa kemikaalin biologisesta aktiivisuudesta ja saada tietoa sen vaikutusmekanismista. Testin tuottamia välitöntä systeemistä myrkyllisyyttä koskevia tietoja käytetään kemikaalien tuotannon, käsittelyn ja käytön yhteydessä vaarojen tunnistamisessa ja riskinhallinnassa. LD50-arvo, joka määritellään tilastollisesti johdettuna annoksena, jonka välittömän myrkyllisyyden testissä odotetaan aiheuttavan kuoleman 50%: lla hoidetuista eläimistä tiettynä ajanjaksona, on tällä hetkellä kemikaalien toksikologisen luokituksen perusta. Klassiseen LD50-tutkimukseen valitaan tyypillisesti laboratoriohiiret ja-rotat. Usein molempia sukupuolia on käytettävä sääntelytarkoituksiin. Kun oraalinen annostelu yhdistetään parenteraaliseen annosteluun, saadaan tietoa testatun yhdisteen biologisesta hyötyosuudesta. LD50-arvon merkityksestä käydyn laajan keskustelun ja vaihtoehtoisten menetelmien samanaikaisen kehittämisen tuloksena viranomaiset eivät nykyään yleensä vaadi klassisia LD50-testejä, joissa on mukana suuri määrä eläimiä. Raja-arvotesti, kiinteäannoksinen menetelmä, myrkyllisyysluokkamenetelmä ja ylös-ja alas-menetelmät ovat kaikki yksinkertaistettuja vaihtoehtoja, joissa käytetään vain muutamaa eläintä. Myös in vitro-järjestelmiä on pyritty kehittämään; esim., on ehdotettu, että akuutti systeeminen myrkyllisyys voidaan jakaa useisiin biokineettisiin, solu-ja molekyylielementteihin, joista jokainen voidaan tunnistaa ja kvantifioida asianmukaisissa malleissa. Eri alkuaineita voidaan sitten käyttää eri yhdistelminä mallintamaan suuria määriä toksisia tapahtumia vaaran ennustamiseksi ja yhdisteiden luokittelemiseksi.