Kimia forensik
mendeteksi zat dengan konsentrasi dalam rentang femtogram (1015). Namun, pada praktiknya, karena rasio sinyal terhadap derau dan faktor pembatas lainnya, sepanjang sejarah instrumentasi GC, batas deteksi (limit of detection, LoD) praktis untuk GC-MS berada dalam rentang pikogram (1012). GC-MS juga mampu mengkuantifikasi zat yang dapat digunakan oleh kimiawan forensik untuk menentukan
pengaruh zat terhadap seseorang. Instrumen GC-MS memerlukan sekitar 1000 kali lebih banyak zat untuk dikuantifikasi dibandingkan jumlah yang diperlukan untuk dideteksi; batas kuantifikasi (limit of quantification, LoQ) biasanya dalam rentang nanogram (109).
Toksikologi forensik adalah studi tentang farmakodinamika, atau apa yang dilakukan zat terhadap tubuh, dan farmakokinetika, atau apa yang dilakukan tubuh terhadap zat. Untuk menentukan secara akurat efek obat tertentu terhadap tubuh manusia, toksikolog forensik harus menyadari beragam tingkat toleransi yang dapat dibangun oleh individu dan juga indeks terapeutik untuk
beragam obat-obatan. Toksikolog diberi tugas untuk menentukan apakah toksin yang ditemukan dalam tubuh merupakan penyebab suatu kejadian, berkontribusi terhadap suatu kejadian, atau apakah kadarnya terlalu rendah untuk memberikan pengaruh. Sementara penentuan toksin spesifik dapat menyita waktu karena sejumlah zat yang berbeda dapat menyebabkan cedera atau kematian,
petunjuk tertentu dapat mempersempit kemungkinan tersebut. Misalnya, keracunan karbon monoksida akan terdeteksi dari warna darah yang merah terang sementara kematian akibat hidrogen sulfida akan menyebabkan otak menjadi berwarna hijau.
Toksikolog juga menyadari berbagai metabolit dapat dihasilkan dari proses metabolisme obat tertentu di dalam tubuh. Misalnya, toksikolog dapat memastikan bahwa seseorang mengkonsumsi heroin dengan melihat adanya 6-monoasetilmorfin dalam sampel, yang merupakan satu-satunya hasil metabolisme heroin. Penciptaan obat-obat baru yang terus berlangsung, baik legal maupun gelap, memaksa toksikolog
untuk tetap memutakhirkan diri dengan penelitian-penelitian dan metode-metode baru untuk menguji zat-zat baru ini. Aliran formulasi baru berarti bahwa hasil tes negatif tidak selalu mengesampingkan obat. Dalam rangka menghindari deteksi, pabrikan obat gelap sering mengubah sedikit struktur kimianya. Senyawa-senyawa ini masih memiliki efek yang sama terhadap tubuh tetapi tidak
ditemukan saat dicari dalam basis data instrumen. Sejalan dengan penemuan senyawa-senyawa baru, dibuatlah pengujian-pengujian baru dan diinput ke dalam basis data instrumen. Berdasarkan alasan ini, toksikolog mempelajari berbagai gejala spesifik berdasarkan klasifikasi obat yang dapat diidap oleh seseorang. Bahkan jika hasil pengujian adalah negatif, gejala dapat
menunjukkan penyebab untuk pencarian lanjutan. Zat-zat, beserta residunya, yang ditemukan selama pencarian ini dapat diuji dan dibandingkan dengan sampel originalnya, sehingga tercipta suatu metode baru yang disimpan untuk digunakan di kemudian hari.
Demi mempertahankan profesionalisme tetap tinggi dalam bidang forensik, pedoman telah diatur oleh berbagai badan pemerintah mengenai standar yang harus diikuti oleh para ilmuwan praktisi forensik. Untuk kimiawan forensik, Kelompok Kerja Ilmiah Analisis Obat Sitaan (Scientific Working Group for the Analysis of Seized Drugs, SWGDRUG) memberikan rekomendasi jaminan kualitas dan pengendalian
kualitas bahan yang diuji. Dalam identifikasi sampel asing, protokol telah dikelompokkan ke dalam tiga kategori berdasarkan kemungkinan terjadinya positif palsu (false positive). Instrumen dan protokol dalam kategori A dianggap yang terbaik untuk mengidentifikasi secara unik bahan yang tidak diketahui, diikuti oleh kategori B dan kemudian C. Untuk memastikan akurasi
identifikasi, SWGDRUG merekomendasikan bahwa beberapa pengujian menggunakan instrumen yang berbeda dilakukan pada setiap sampel, yang menggunakan satu teknik kategori A dan setidaknya satu teknik lainnya. Jika teknik kategori A tidak tersedia, atau kimiawan forensik memutuskan untuk tidak menggunakannya, SWGDRUG merekomendasikan bahwa setidaknya digunakan tiga
teknik, dua di antaranya harus dari kategori B.:14-15 Instrumen kombinasi, seperti GC-MS, dianggap dua uji terpisah selama hasilnya dibandingkan dengan nilai-nilai yang diketahui secara individual. Sebagai contoh, waktu elusi GC akan dibandingkan dengan nilai-nilai yang dikenal bersama dengan MS spektrum. Jika keduanya cocok dengan zat yang dikenal, tidak diperlukan pengujian lebih lanjut.
Standar dan kontrol diperlukan dalam pengendalian mutu dari berbagai instrumen yang digunakan untuk menguji sampel. Oleh karena sifat pekerjaan mereka berada dalam ranah hukum, kimiawan harus memastikan bahwa instrumen mereka bekerja secara akurat. Untuk melakukan hal ini, kontrol yang telah dikenal diuji secara berurutan dengan sampel yang tidak diketahui. Dengan membandingkan pembacaan
kontrol dengan profilnya, dapat diputuskan bahwa instrumen telah bekerja dengan baik pada saat pengujian sampel yang tidak diketahui. Standar juga digunakan untuk memvalidasi batas deteksi dan kuantifikasi instrumen untuk berbagai zat umum. Kuantitas hitung harus berada dalam rentang yang digunakan untuk menguji standar agar dapat dikonfirmasi. Jika hasilnya berada di luar kisaran ini instrumen harus diuji untuk memastikan bahwa instrumen dapat mengukur kuantitas tersebut secara akurat.
Spektroskopi terapan (Applied spectroscopy) Penyelidikan kebakaran (Fire investigation) Rekayasa forensik (Forensic engineering) Bukti kelumit (Trace evidence)