多数药物属于化学毒物，主要是通过影响神经元的轴浆运输，导致远端为主的轴突萎缩和变性，即所谓逆死性神经元变性。少数药物如氯喹、胺碘酮和马来酸哌克昔林，可损害施万(雪旺)细胞，导致脱髓鞘周围神经病。其作用机制是这些药物可抑制溶酶体酶的活性，影响脂质代谢。
不同药物引起周围神经损伤的病理机制不同。病理观察在多种组织的细胞内可见含脂肪颗粒的溶酶体，施万细胞内尤为明显。含金属盐的药物导致的周围神经病，可能与药物引起的免疫反应异常有关。此外异烟肼和肼屈嗪可干扰维生素B6的代谢，引起类似于维生素B6缺乏的周围神经病变；沙利度胺(酞胺哌啶酮)可抑制维生素B2，影响三羧酸循环；硝基呋喃类药物可与硫胺磷酸竞争，干扰丙酮酸氧化；氯霉素可致维生素B12缺乏。这些药理作用造成的能量代谢障碍和营养缺乏均与周围神经的损害有关。
近年有关氨基糖苷类抗生素耳毒性的病理机制研究取得了重大进展。1993年Fischel-Ghodsian首先发现氨基糖苷类抗生素的耳毒性作用具有遗传易感性，且后者与线粒体DNA1555位点A→G点突变有关，该基因为12S核糖体RNA基因。1999年国内学者报道了48例散发的氨基糖苷类抗生素引发的耳聋患者，6例有mtDNA1555位点A→G点突变。通过mtDNA分析筛选氨基糖苷类抗生素耳毒性的易感者，对预防和控制氨基糖苷类抗生素引起的耳聋将具有十分重要的意义。
除氯喹、胺碘酮和哌克昔林(马来酸沛心达)为脱髓鞘周围神经病外，其余的药物中毒性周围神经病均为轴突变性，由远端向近端发展，呈逆死性改变。
药物中毒性周围神经病患者，有可能同时存在肝肾功能受损及血液系统功能受损的临床表现。受到损害的肝组织中剩余肝细胞表现为增生，而不是细胞代偿性肥大。
药物中毒性周围神经病起病隐匿，大多数为远端对称性多发性感觉神经病或运动感觉神经病，患者表现为四肢远端麻木、感觉迟钝。查体可见手套袜套样的感觉减退，深浅感觉均受累。在感觉障碍发生之后或同时，可出现肌无力、肌张力低下和腱反射减退，极少数可表现为单纯运动神经病。自主神经受累时可有远端皮肤营养不良，表现为皮肤粗糙和菲薄、肢端发凉、指甲变脆、失去正常的光泽，本病诊断主要根据用药史和周围神经病变的临床表现。
药物中毒性周围神经病的预防很关键，主要措施有以下方面：
1、对已知有神经毒性的药物，用药初期即应补充维生素和能量合剂加以预防如异烟肼与维生素B6合用，可避免周围神经毒性损害
2、实施临床血药浓度检测，严格控制用药量
3、目前新药不断增多，有些药物的神经毒性作用在动物实验中不能得到确认，需要在临床应用过程中密切观察，及时发现并采取适当的措施加以防范
药物中毒性周围神经病损后，除了须仔细而全面地采集病史、进行全身体格检查外，应进行功能检查与评定，以了解周围神经病损的程度，作出预后判断，确定康复目标，制订康复计划，评定康复效果等。药物中毒性周围神经病的临床检查手段为对可疑患者血、尿进行临床药学(药物浓度)的检测，其他血液检查包括肝功、肾功、风湿系列、免疫球蛋白电泳等与自身免疫有关的血清学检查。检测药物中毒性周围神经病最常用的手段是神经传导速度和肌电图测定，主要反映的是有髓神经纤维功能，药物中毒性周围神经病是小的有髓鞘纤维（A－δ）和薄的无髓鞘纤维受累所致。必要时组织活检(包括皮肤、腓肠神经、肌肉和肾脏)，与其他感觉性周围神经病进行鉴别。
药物中毒性周围神经病患者饮食方面宜吃富含蛋白质和维生素类、海藻类、干果类食物，忌食高胆固醇类、辛辣刺激食物和刺激性饮料。
发现周围神经损害时，首先应及时停药，换用其他种类药物治疗原发病。应用大剂量的B族维生素、三磷腺苷(ATP)、辅酶A和肌苷，对神经组织的修复和功能重建具有促进作用。药物中毒性周围神经病患者，有可能同时存在肝肾功能受损注意保肝治疗。多数症状可自行消失或部分缓解。
对这些病损的处理有药物治疗、手术治疗及康复治疗。一般药物治疗主要用于病损早期，手术治疗用于保守治疗无效而又适合或需要手术治疗的损伤，而康复治疗无论在周围神经病损的早期与恢复期还是在手术治疗前后均应进行。康复治疗是整个治疗过程中最主要的部分，目的是消除或减轻疼痛，预防与解除肌肉肌腱挛缩、关节僵硬，防止肌肉萎缩，增强肌力，恢复运动与感觉功能，最终恢复病人的生活和工作能力。