由碳原子和非碳原子(主要是N、O、S，习惯上称为杂原子)组成的环状化合物称为杂环化合物。含N杂环化合物是药物分子中最重要的结构单元之一，为了更加明确各结构含N杂环在药物中的效用，Edon Vitaku等对美国FDA批准的涉及治疗12种疾病的1086个独特小分子药物结构进行了详尽分析。结果显示，美国FDA自成立以来到2012年为止批准的所有1994个上市药物，刨去其中146个生物药，253个复方制剂而且单独组分从没有被批准过的，23个多肽类药物，还有537个重复的分子结构。所以真正新小分子实体(NME)只有1086个。而这些化合物中有613-640个含有至少一个氮杂环，占上市药物总数的59%，远远超过了含S杂环化合物(26%)和含Cl杂环化合物(13%)，平均每个药物的N原子数是2.3 N，含N杂环化合物中以哌啶、吡咯烷等饱和杂环的出现频率最高。

    如果把化合物的分子结构按照成环的大小来分，可以把这些药物分为7大类：其中含有3或4元环的药物有74个、5元环的化合物有250个(其中156个含有芳环)、6元环的化合物有379个(其中包括106个芳环化合物)、7或8元环的药物有33个、并环的有88个、双环的有35个，以及22个大环化合物。