En este trabajo de investigación se analizó el uso de descriptores de reactividad cuántica globales y locales de la Teoría de los Funcionales de la Densidad Conceptual (C-DFT), así como descriptores de la Teoría Cuántica de Átomos en Moléculas (QTAIM), para describir la Relación Estructura-Toxicidad (STR) de 37 compuestos derivados del ácido benzoico, empleando como parámetro el logaritmo de la dosis letal media (log LD50). El modelo STR fue validó con un coeficiente de determinación (R²) de 0.8285 y una validación cruzada leave-one-out (Q2LOO) de 0.7138, cumpliendo con los criterios estadísticos indicados para los modelos generados en el software QSARINS. Los descriptores que mostraron una relación más cercana con la toxicidad de los compuestos fueron la energía del HOMO (EHOMO(N−1)), el Laplaciano de la densidad electrónica (∇2ρ(r)), la carga de Hirshfeld para el átomo H4 del grupo carboxilo (QH4Hirshfeld), el tensor del momento cuadrupolar a lo largo del eje Y para C1 del grupo carboxilo (QYY(C1)), y la carga neta de los átomos de C del anillo aromático con sustituyentes en la posición meta (∑q-meta). Estos descriptores permitieron interpretar la reactividad del conjunto de derivados del ácido benzoico, así como facilitar la comprensión de los posibles enlaces químicos con estructuras biológicas como los aminoácidos en medio acuoso. Las interacciones no covalentes fueron mapeadas en 3D utilizando el Indicador de Región de Interacción (IRI), mostrando que las interacciones más relevantes son las del grupo carboxilo principal de los compuestos analizados, por lo que a través de este se puede iniciar la interacción con estructuras aromáticas en medios biológicos. El uso de los descriptores cuánticos y topológicos, así como el mapeo tridimensional de funciones y enlaces, ofrecen una herramienta importante para el análisis y predicción de la toxicidad en compuestos químicos, proporcionando una base sólida para futuras investigaciones en el campo de la química computacional y la toxicología.