Dwa leki mogą działać synergistycznie, jeśli zwiększają skuteczność nawzajem. Istnieją dwa główne rodzaje synergicznych interakcji lekowych. Synergiczne reakcje addycyjne to te, w których łączny efekt dwóch lub więcej leków jest równy sumie indywidualnych skutków tych leków. Wzmocniona synergia występuje wtedy, gdy łączny efekt leków jest większy niż suma indywidualnych skutków tych leków.
Czasami pożądane są synergistyczne interakcje z innymi lekami, a lekarze wykorzystują je, aby przynieść korzyści pacjentowi. Innym razem te interakcje leków są nieoczekiwane i niepożądane. Ogólnie rzecz biorąc, im więcej leków bierze pacjent, tym większa jest jego szansa na interakcję. Dolegliwości, takie jak niewydolność wątroby i zaburzenia równowagi hormonalnej, mogą powodować u pacjenta wystąpienie synergicznej interakcji lekowej, która zwykle nie występuje u zdrowego pacjenta.
Przeciwieństwem efektu synergicznego jest efekt antagonistyczny, który występuje, gdy jeden lek unieważnia działanie innego leku. Antagonistyczne interakcje leków występują, gdy zażywanie jednego leku częściowo lub całkowicie neguje działanie innego leku przyjmowanego przez pacjenta. Lekarze mogą wykorzystywać pewne leki antagonistyczne na swoją korzyść. Na przykład pacjent przyjmujący antybiotyk, który wywołuje nudności, może również przepisać lek, który przeciwdziała wywołującym nudności działaniu pierwszego leku.