有研究顯示化學物質體外細胞毒性與其引起的動物死亡率及人體死亡的血藥濃度之間都存在良好的相關性。化學物質產生的損傷和死亡，最終可表現為細胞水平上的改變，由此推測體外細胞毒性可以預測體內急性毒性。從早期研究至今已有50多年，可預測體內急性毒性的體外系統得到發展。體外細胞毒性和急性毒性之間的定量研究主要是對RC（Registry of Cytotoxicity）數據庫（美國國立職業安全與衛生研究所化學物質毒性作用數據庫）中多種化學物質的體外細胞毒性IC50值及體內急性毒性LD50值進行相關分析，獲得RC預測模型，用于急性毒性LD50值預測。利用細胞毒理學比較多種檢測終點、不同組織和種屬的預測能力，發現嚙齒動物細胞系對嚙齒動物急性毒性，人源細胞系對人體急性毒性均有良好的預測能力。BALB/c3T3細胞和人正常角質細胞（NHK）在驗證實驗中具有良好的穩定性及預測能力，因此推薦作為細胞毒性分析常用細胞系，其它細胞系及檢測終點也可使用。體外方法有助于預測化學物質急性暴露引發的全身和局部影響，并評估體內毒性濃度。因此進行急性毒性檢測前首先進行體外細胞毒性分析，然后根據RC預測模型進行LD50值預測，選擇體內急性毒性最適宜的開始劑量，減少實驗動物的使用。