Као и лекови, иу организму се и ксенобиотици подвргавају процесима биотрансформације, који имају за циљ да буду више растворљиви у води и олакшавају њихову елиминацију.
Пратећи различите процесе биотрансформације, којима управљају бројни ензими (Фаза 1 и Фаза 2) и њихова активација, ксенобиотици могу имати различите судбине:
- излучује се као такво (на пример етил етар);
- неактивне екскреције;
- још увек активне екскреције (као што су антракинонски гликозиди или антракинони);
- претворена у токсична или врло токсична једињења;
Неки примери биотрансформације су сада направљени.
Ароматски амини, након увођења -ОХ група на азот, доводе до карциногених метаболита у јетри.
ПАХ са ТЦДДс (диоксинима), ПЦБ и бензофурани су сва једињења позната као "фармакометаболички индуктори", чиме се убрзава фармакометаболичко деловање на нивоу цитокрома П450, повећавајући метаболизам ових супстанци које имају озбиљан утицај на транскрипција гена.
Говоримо о биоактивацији када оригинални токсични агенс нема довољан афинитет према циљном месту, па се трансформише у врло сличан метаболит.