O exame toxicológico é baseado em amostras de queratina de cabelos ou pelos do corpo (pernas, braços e axilas). Este método é o mais confiável devido sua eficácia na detecção do consumo de substâncias psicoativas.

O exame toxicológico analisa as amostras buscando por substâncias consumidas nos últimos 90 dias, no caso da análise do cabelo, e 180 dias no caso de pelos. Por conseguir analisar o consumo de substâncias de um longo período é chamado de exame de larga janela de detecção. A coleta de amostra do material analisado no exame toxicológico é mais simples e não invasiva.