توکسیکولوژی یا سم‌شناسی (Toxicology) شاخه‌ای از علوم شیمی، زیست‌شناسی، پزشکی و بهداشت است که به بررسی مواد شیمیایی مضر، سموم، داروها، مواد مخدر و اثرات زیان آور آن‌ها بر موجودات زنده می‌پردازد. در عین حال سم‌شناسی را علم شناخت سموم و نحوه مبارزه با آن‌ها نیز تعریف کرده‌اند. سمومی که از مسیرهای مختلف وارد بدن موجود زنده می‌شود می‌تواند باعث ایجاد تغییراتی در عملکرد زیستی ارگان یا بافت هدف در موجود زنده شود؛ که این تغییرات در علم سم‌شناسی مورد بررسی قرار می‌گیرد. در سم‌شناسی علوم بیوشیمی و فارماکولوژی کاربرد فراوان دارد. نماد اسکلت و استخوان ضربدری نماد عمومی سم‌شناسی می باشد.
دانش سم شناسی بر اساس ګسترش و فراګیر شدن علم شیمی پدید آمده است. که انګیزه دیګر پدید آمدن دانش سم شناسی انجام تحقیقات پیرامون وقوع جنایاتی بود که اسرارآمیز و پر معما بودند. اولین اطلاعات سم‌شناسی مربوط به انسان‌های اولیه‌است به گونه‌ای که به منظور شکار، قتل و ترور از سم حیوانات و عصاره گیاهان استفاده می‌کردند.ارسطوی یونانی و سلزوس رومی چند ګونه سم ګیاهی از جمله شوکران و بیلزن را شناخته بودند. سمومی شامل شوکران ، ریشه تاج الملوک (سمی که سلاح ها بکار می بردند)، تریاک (که هم به عنوان سم و هم پادزهراستفاده می‌شد)، و بعضی از فلزات مانند سرب، مس و آنتیموان،جیوه و غیر فلزاتی مانند آرسن ( آرسنیک- زرنیخ) و فسفر جهت قتل و یا خودکشی استفاده می‌شدند. جابرابن حیان در آزماشګاه خود از زرنیخ ګرد سفید رنګ و بدون بو و مزه ای تهیه کرد که تا قرن ها ابزار بی نظیری برای آدم کشی به شمار می آمد. دسقیروطوس (Dioscorides) پزشک یونانی در زمان امپراتوری روم اولین تلاش را برای دسته‌بندی سموم انجام داد که در آن به تشریح این سموم پرداخت. گر چه این تقسیم‌بندی تنها تا قرن ۱۶ به عنوان یک معیار به حساب می‌آمد اما هنوز هم آن را به عنوان یک ملاک خوب برای تقسیم‌بندی سموم می‌دانند. بقراط (حدود ۴۰۰ سال پیش از میلاد) بعضی از سموم و اصول سم شناسی را به منظور درمان بیماری‌ها مورد استفاده قرار داد. شاید شناخته شده ترین شخصی که از سم به عنوان ماده‌ای برای به قتل رساندن او استفاده شده ، سقراط (۳۹۹-۴۷۰ قبل از میلاد) باشد که با سم شوکران به قتل رسید.
قرون وسطی
پیش از رنسانس دست نوشته‌هایی از میموندیس شامل توضیحاتی از اثرات درمانی سموم بدست آمده از حشرات، مارها و سگ‌های وحشی بدست آمده‌است. بقراط پیش از میموندیس در مورد تأخیر در جذب مواد سمی ناشی از خوردن شیر، کره، و سر شیر صحبت کرده بود. در اوایل رنسانس مواد سمی به عنوان یک عنصر کلیدی وارد عرصهٔ سیاست شدند. به گونه‌ای که از مواد سمی در مجامع سیاسی به منظور از بین بردن افراد با اهداف خاصی استفاده می‌شد. دربارهای سلطنتی و دستګاه های شاهزادګان و اشراف قرن چهاردهم میلادی و نیز در ایتالیای دوره رنسانس و در میان پاپ های همان قرن استفاده از سم به منظور قتل مخالفان آشکارا رواج داشت. از جمله پاپ الکساندر چهارم (بورژیا) و پسرش سزار بورژیا با عنوان جانیان زهر معروف بودند.
پس از رنسانس
یکی از افراد برجسته در تاریخ علم و پزشکی در دوران پس از رنسانس مردی به نام پاراسلوس (۱۴۹۳–۱۵۴۱)(Paracelsus) بود. جملهٔ پاراسلوس در مورد مواد سمی پایه و اساس علم سم‌شناسی را بنا نهاد. او می ګفت: (همهٔ مواد سمی هستند و هیچ چیز وجود ندارد که خاصیت سمی نداشته باشد تنها میزان دوز است که باعث ایجاد تفاوت بین یک مادهٔ سمی و دارو می‌شود.) پاراسلوس همچنین بنیانگذار چهار اصل مهم بود که هنوز هم مورد استناد است: ۱) آزمایش‌ها یکی از ضروریات در مورد پاسخ موجود زنده به یک مادهٔ شیمیایی است.۲) بایستی بین خصوصیات درمانی و سمی یک مادهٔ سمی همیشه تفاوت قائل شد. ۳)بعضی از خواص مواد سمی قابل تشخیص نیستند مگر با تغییر میزان دز ماده سمی ۴) تنها ملاک برای طبقه‌بندی مواد شیمیایی اثرات سمی یا درمانی آن‌ها است.
با آغاز قرن نوزدهم و انقلاب صنعتی مواد شیمیایی آلی کشف و خالص سازی شدند. بطوریکه در سال ۱۸۸۰ بیش از ۱۰٬۰۰۰ نوع ترکیب آلی ساخته شد. در سال‌های ۱۸۲۵ فسژن و گاز خردل تولید شد. این دو گاز شیمیایی در جنگ جهانی اول و بعد از آن در جنگ عراق بر علیه ایران و در قرن بیستم مورد استفاده قرار گرفتند. به منظور تعیین اثرات سمی بالقوه مواد شیمیایی تولید شده پایه و اساس علم سم‌شناسی بنا نهاده شد. استفاده روزافزون از مواد شیمایی و بروز اثرات آن باعث ایجاد مانعی در مقابل انقلاب صنعتی شد که به منظور جلوگیری از آن قوانین و مقرراتی برای آن در ابتدا در آلمان (۱۸۸۳) و بعد از آن در انگلستان (۱۸۹۷) و ایالات متحده (۱۹۱۰) وضع شد. آزمایشهای سم‌شناسی باعث ایجاد رشد و بلوغ در تولید مواد شیمیایی آلی و همچنین رشد سریع صنعت در قرن نوزدهم شد.
مگیندی (۱۷۸۳–۱۸۸۵) اورفیلا (۱۷۸۷–۱۸۵۳) و برنارد (۱۸۱۳–۱۸۷۸) بنیانگذاران علم داروشناسی و آزمایشهای درمانی در سم شناسی شغلی بودند.
اورفیلا(Orfila Mathieu) که اصلیتی اسپانیایی داشت و در دانشگاه پاریس کار می‌کرد به عنوان پدر علم سم‌شناسی مدرن شناخته می‌شود. او به‌طور مشخص سم‌شناسی را توصیف و از سایر علوم مجزا کرد. وی در سال ۱۸۱۵ اولین کتاب خود در مورد سم‌شناسی را منتشر کرد.
دوران مدرن
سم‌شناسی در طی قرن نوزدهم توسعه چشم‌گیری داشت. هموارسازی این رشد و توسعه را می‌توان ناشی از وقوع جنگ جهانی دوم دانست. در این دوران تولید داروها، حشره‌کش‌ها، مواد سمی جهش‌زا، الیاف مصنوعی و مواد شیمیایی صنعتی رو به افزایش نهاد. در واقع این دوران را می‌توان دوران آغاز توسعهٔ سم‌شناسی دانست.
امروزه علم سم‌شناسی به عنوان یک علم مجزا از سایر علوم به بررسی اثرات مواد سمی بر روی انسان و سایر موجودات می‌پردازد.