Esta abordagem sem o uso de animais envolve o uso de um conjunto de técnicas de (Q)SAR (Quantitative Structure-activity Relationship), análise baseada em regras, verificação de alertas estruturais, modelos estatísticos (análise de tendência, interpolação etc.), redes neurais, inteligência artificial e outros. Esta abordagem é um dos métodos alternativos que minimizam e racionalizam a utilização testes de toxicidade com animais e seus custos e, que constituem o estado-da-arte da avaliação da toxicidade de substâncias químicas. Mesmo antes da síntese, podem ser realizadas predições quanto aos perigos ao meio ambiente e à saúde humana, além de estimativas das características físico-químicas e de comportamento ambiental.