アミノグリコシド系薬（ゲンタマイシン、トブラマイシン、アミカシン、ストレプトマイシン）は濃度依存的殺菌性抗生物質で、治療域が狭く薬物血中濃度モニタリングが必要である。投与法には2つの戦略がある。(1) 従来の1日複数回投与：通常1～2mg/kgを8時間ごとに投与。トラフ値は次回投与の30分前に、ピーク値は30分間の点滴終了30分後（筋肉内注射の場合は60分後）に採取する。定常状態は3回目または4回目の投与時点で達成される。目標ピーク値は適応により異なり（全身性グラム陰性菌感染では5～10mg/L、重症感染では最大8～10mg/L）、トラフ値は毒性を抑えるため2mg/L未満を目標とする。(2) 延長間隔投与（1日1回高用量パルス療法）：通常5～7mg/kgを24時間ごとに投与し、投与後6～14時間の単回血中濃度をノモグラム（ハートフォード法）にプロットして評価するか、投与後8～12時間のランダムな濃度を測定してクリアランスを確認する。24時間後にトラフ値が検出限界以下となることを目標とする。この方法は濃度依存的殺菌効果とポスト抗生物質効果を最大化しつつ、腎毒性や耳毒性を抑える。いずれの方法でも腎機能モニタリング（クレアチニン、尿量）と耳毒性の監視（聴力変化、耳鳴、めまい）が必要である。途中で両方採取したり、投与前に両方採取したり、全く血中濃度を測定しないことは、治療域の狭さから危険である。