Dal 1906 in poi, Ehrlich si dedicò soprattutto allo sviluppo della chemioterapia, articolata nello studio, nella produzione e introduzione in medicina di composti chimici in grado di agire come sostanze specifiche contro le malattie del corpo umano, dovute ad infezioni, e di determinare la guarigione dell'individuo, eliminando le cause che le hanno suscitate, non soltanto i relativi sintomi. Ciascuna esperienza e teoria elaborata da Ehrlich costituisce un sostrato all'idea della chemioterapia, a partire dagli esperimenti con i coloranti chimici: mediante l'iniezione delle tinture, infatti, è possibile osservare come il colore si distribuisca a livello sia macroscopico che microscopico, a seconda della sua composizione, e dunque quali zone cellulari e tissutali rispondano specificamente al contatto con la tintura; in altre parole, in quali zone del corpo le tinture diano reazioni con le sostanze cellulari, suscitandone la colorazione. Ne è un esempio il "blu di metilene", che possiede una specifica relazione con le fibre dei nervi ancora viventi; cosicché in un pezzo di tessuto recentemente estratto, colorato con il blu di metilene, si possa seguire la distribuzione del colore in tutte le più piccole ramificazioni nervose. Se ad essere colorato fosse il tessuto di un parassita che succhia sangue da una rana, questo sarebbe messo in evidenza. Altri esempi sono il "rosso neutro", in grado di colorare i granuli di quasi ogni cellula dell'organismo; o il "blu pirrolo" (ottenuto dalla condensazione del tetrametil-diammido-benzofenolo con il pirrolo), in grado di evidenziare solo un tipo di cellula. Attraverso la sperimentazione è stato possibile dunque distinguere tra coloranti che agiscono a livello neuronale, legati cioè alle cellule nervose, detti "neurotropici"; tinture "lipotropiche", legate alle cellule adipose; "parassitotropiche", agenti sui parassiti. In tal modo gli studi sulle tinture chimiche hanno avuto influenza sull'idea di impiegare sostanze, eventualmente sintetizzate artificialmente, che agissero come "proiettili magici" massimamente in modo "prassitotropico", cioè contro parassiti e tossine esterne, e minimamente in modo "organotropico", danneggiando cioè quanto meno possibile gli organi. Se, dunque, in chimica vale il principio "corpora non agunt nisi liquida" (i corpi non reagiscono se non liquidi), in chemioterapia sarebbe giusto affermare "corpora non agunt nisi fixata" (i corpi non agiscono se non fissati), constatando la necessità delle sostanze di essere specifiche, per formare determinati legami e dunque fissarsi. 