在人机体内，药物随同水和脂质而转运，水解反应是药物代谢的较为常见反应。羧酸酯水解酶广泛存在于血浆、肝、肾和消化系统中，可以催化大多数酯类药物水解。

酰胺和酰肼则由蛋白水解酶催化水解。各种结构类型药物的水解过程与体外水解过程基本相似。例如：普鲁卡因在体内水解过程。

由于水解酶在广泛分布于体内各组织中，水解反应是酯类药物体内代谢的最基本的途径。利用这一性质，可以把一些含有羧基、醇（酚）羟基的药物修饰成酯。通过改变药物的极性，使吸收、分布、作用时间和稳定性等药代动力学性质得到改善。