Los venenos de serpientes son mezclas complejas de proteínas y otras moléculas.
Un veneno puede contener cientos de componentes, esto provoca dificultad en el tratamiento de mordidas y en el estudio de la evolución de los venenos.
Las proteínas de los venenos van de pequeños péptidos a moléculas de gran peso molecular y se clasifican por su acción fisiológica y su estructura química:

Hemorraginas o hemotóxinas: destruyen los vasos sanguíneos
Hemolisinas: destruye eritrocitos
Miotoxinas: destruyen músculo esquelético y liso
Neurotoxinas: actúan en la sinapsis en el sistema neuromuscular.

De manera general, los elapidos presentan venenos con propiedades neurotóxicas, mientras que los venenos de viperidos se caracterizan por tener propiedades hemolíticas y citoliticas, obviamente, hay excepciones a este patrón general.

Las toxinas de los venenos se han creado a partir de enzimas digestivas por procesos de duplicación de genes y divergencia, estos procesos son mecanismos comunes de evolución molecular, por ejemplo, las múltiples formas de hemoglobina en vertebrados.

Un ejemplo de los venenos es la fosfolipasa A2, que se encuentra en los venenos de elapidos y viperidos, estas son enzimas digestivas asociadas al catabolismo lípido de los vertebrados, copias múltiples de genes de fosfolipasa A2 se han encontrado en las glándulas de veneno de serpientes, pero los productos proteicos de estos genes difieren en estructura química y acción fisiológica.

En viperidos, los componentes neurotóxicos de Crotalus simus terrificus y C. scutulatus son fosfolipasas A2, mientras que otras formas de fosfolipasa actúan en la porción lipídica de la membrana de las células del músculo esquelético y son responsables de los efectos miotoxicos y la necrosis característica de muchos venenos.

En elapidos, las fosfolipasas actúan en las uniones presinapticas y son responsables de las funciones neurotóxicas de estos venenos.

Los estudios de evolución molecular de los genes que dan lugar a las toxinas muestran que las regiones codificantes de los genes están envueltas en regiones no codificantes con una tasa de mutación relativamente rápida, y esto adquiere rápidamente nuevas funciones al veneno.

En comparación con los venenos de elapidos y viperidos, los venenos de colúbridos esta pobremente estudiado. Al igual que los venenos de elapidos y viperidos, los venenos de colúbrido son mezclas complejas que incluyen fosfolipasa A como componente toxico.

Aunque se ha prestado mucha atención a las secreciones de la glándula de Duvernoy en colúbridos, algunos estudios se han enfocado en las propiedades toxicas de las secreciones que producen otras glándulas de la cabeza. Por ejemplo, se ha reportado la actividad proteolitica en las secreciones de la glándula de Duvernoy y la glándula infralabial de Sibynomorphus neuwiedii, esta es una de las muchas especies de serpientes neotropicales que se alimentan de caracoles, extrayéndolos de sus conchas usando los dientes inferiores. La secreción de las glándulas infralabiales por los dientes dentarios causa una parálisis rápida, facilitando la extracción del caracol de su concha. Parece ser que la secreción de las glándulas infralabiales tiene efectos similares con diferentes presas. Aun así la historia natural de los venenos en general es un área poco estudiada