ระยะหนึ่งปกติเป็นระยะแรกที่ทดสอบในมนุษย์[10]ออกแบบเพื่อตรวจความปลอดภัย, ผลข้างเคียง, ขนาดดีสุด และสูตรประกอบยา[11]

ปกติแล้ว จะรับอาสาสมัครสุขภาพดี 20-100 คน[3][10]มักทำในคลินิกการทดลอง (หรือโรงพยาบาล[4]) ซึ่งเจ้าหน้าที่จะคอยเฝ้าดูอาสาสมัครมักทำโดยองค์กรที่รับว่าจ้างทำงานวิจัย (contract research organization หรือ CRO) ผู้ทำงานศึกษาที่สั่งโดยบริษัทเภสัชภัณฑ์หรือองค์กรวิจัยอื่น ๆองค์กรจะเฝ้าดูอาสาสมัครจนกระทั่งระยะครึ่งชีวิตของยาได้ผ่านไปแล้ว[upper-alpha 5]ระยะนี้ออกแบบเพื่อประเมินความปลอดภัย, ความอดทนรับยาได้ (tolerability), เภสัชจลนศาสตร์ และเภสัชพลศาสตร์ของยาระยะ 1 ปกติจะรวมการเพิ่มหาขนาดยา (dose-ranging) เพื่อตรวจขนาดที่ดีสุดและปลอดภัยสุด และเพื่อตรวจขนาดสูงสุดที่ยาเป็นพิษเกินกว่าจะใช้[12]ช่วงขนาดยาที่ตรวจปกติจะเป็นแค่เศษส่วนของระดับที่พบว่าเป็นอันตรายต่อสัตว์การทดลองระยะ 1 มักจะรับอาสาสมัครที่สุขภาพดีแต่ในบางกรณีก็ทดลองกับคนไข้โดยตรง เช่นในคนไข้ที่มีมะเร็งแบบถึงตาย หรือคนไข้เอชไอวี หรือในกรณีที่การรักษาน่าจะทำให้อาสาสมัครสุขภาพดีป่วยได้ (เพราะเป็นกลุ่มยาที่มีพิษเกินกว่าจะทดลองในคนปกติ[4])งานศึกษาเช่นนี้ปกติจะทำในคลินิกที่เฝ้าดูแลอย่างใกล้ชิด (เรียกว่า Central Pharmacological Units หรือ CPU) ที่อาสาสมัครจะได้รับการดูแลโดยแพทย์พยาบาล 24 ชม.นอกจากคนไข้ตามที่ว่าแล้ว "คนไข้ที่ปกติได้ลองรักษาด้วยการบำบัดมาตรฐานที่มีอยู่แล้วโดยไม่ดีขึ้น"[2]อาจร่วมในการทดลองระยะ 1อาสาสมัครอาจได้รับค่าตอบแทนบ้างเนื่องกับความไม่สะดวกสำหรับเวลาที่อยู่ในศูนย์

ในสหรัฐก่อนจะเริ่มการทดลองระยะ 1 เจ้าของโครงการ/ผู้ให้เงินทุนต้องยื่น "ใบสมัครยาใหม่ในระยะตรวจสอบ" แก่องค์การอาหารและยาโดยให้รายละเอียดข้อมูลเบื้องต้นของยาที่ได้จากการศึกษาเซลล์ที่เพาะและงานทดลองในสัตว์

การทดลองระยะที่ 1 ยังอาจแบ่งออกเป็น

• การให้ยาคนละครั้งเดียวโดยเพิ่มขนาดในแต่ละกลุ่ม (single ascending dose ระยะ 1a)

เป็นการศึกษาที่ให้ยาครั้งเดียวแก่อาสาสมัครกลุ่มเล็ก ๆ แล้วสังเกตอาการระยะหนึ่งเพื่อยืนยันความปลอดภัย[10][13]ปกติแล้วจะให้ยาขนาดเดียวแก่ผู้ร่วมการทดลองกลุ่มเล็กปกติ 3 คน[2]ถ้าไม่มีผลข้างเคียงที่ไม่พึงประสงค์ และข้อมูลทางเภสัชจลนศาสตร์อยู่ในระดับที่ปลอดภัยตามที่คาดไว้ก่อน ก็จะทดลองโดยเพิ่มขนาดยากับคนอีกลุ่มหนึ่งถ้ามีผลเป็นพิษที่ยอมรับไม่ได้ในคนใดคนหนึ่งในสามคน ก็จะให้ยาขนาดเดียวกันแก่คนกลุ่มเล็กอีกกลุ่มหนึ่ง[2]ซึ่งจะทำต่อกันเรื่อย ๆ จนถึงระดับความปลอดภัยทางเภสัชจลนศาสตร์สูงสุดที่คำนวณไว้ก่อนแล้ว หรือว่าอาสาสมัครเริ่มทนผลข้างเคียงไม่ได้ (ซึ่งเป็นจุดที่เรียกว่า ขนาดยามากสุดที่ทนได้ คือ maximum tolerated dose ตัวย่อ MTD)ถ้ามีผลเป็นพิษที่ยอมรับไม่ได้ในอีกคนหนึ่ง การเพิ่มขนาดก็จะหยุดที่ตรงนั้น หรือบางครั้งขนาดก่อนหน้านั้น แล้วระบุว่าเป็น MTDวิธีการทดลองเช่นนี้สมมุติว่า MTD จะเกิดเมื่อคนหนึ่งในสามมีผลเป็นพิษที่ยอมรับไม่ได้มีวิธีที่ต่าง ๆ กันบ้างแต่โดยมากก็จะคล้ายกัน[2]

• การให้ยาคนละหลายครั้งโดยเพิ่มขนาดในแต่ละกลุ่ม (multiple ascending dose ระยะ 1b)

วิธีนี้ตรวจเภสัชจลนศาสตร์และเภสัชพลศาสตร์ของการได้ยาหลายครั้งเพื่อสอบความปลอดภัยและความอดทนได้ในงานศึกษาเช่นนี้ อาสาสมัครจะได้รับยาขนาดน้อย ๆ หลายครั้งโดยจะเก็บตัวอย่าง (เลือดหรือสารคัดหลั่งอื่น ๆ) ที่เวลาต่าง ๆ แล้ววิเคราะห์หาข้อมูลว่า ร่างกายจัดการกับยาเช่นไรถ้าไม่มีผลข้างเคียง กลุ่มต่อ ๆ มาจะได้ยาเพิ่มขึ้นจนถึงระดับที่ระบุไว้ตั้งแต่ต้น[10][13]

• ผลของอาหารต่อยา (food effect)

เป็นการทดลองสั้น ๆ เพื่อตรวจการดูดซึมยาว่าต่างกันเมื่อกินอาหารก่อนได้ยาหรือไม่งานศึกษาเช่นนี้มักจะทำแบบไขว้กลุ่ม (crossover) อาสาสมัครจะได้ยาขนาดเท่ากันสองครั้ง คือเมื่ออดอาหารและเมื่อกินแล้ว