氯丙嗪是一种吩噻嗪类抗精神病药物，具有多种药理作用。它能阻断脑内多巴胺受体，从而发挥抗精神病作用。
抗精神病作用
对幻觉妄想的作用： 氯丙嗪可以有效地缓解精神分裂症患者的幻觉和妄想症状。比如能够减轻患者听到不存在声音（幻听）以及坚信不存在事实的想法（妄想）等症状。对思维和行为障碍的作用： 它能改善患者的思维紊乱和行为异常情况，让患者的思维逐渐趋于连贯，行为也更符合社会规范。
镇吐作用
对多种呕吐的影响： 氯丙嗪对多种原因引起的呕吐都有抑制作用，像尿毒症、胃肠炎、癌症、妊娠及药物引起的呕吐等。但它对晕动症引起的呕吐无效。它是通过抑制延髓第四脑室底部的催吐化学感受区（CTZ）而发挥镇吐作用的。
调节体温作用
对体温的影响机制： 氯丙嗪能干扰体温调节中枢的功能，使体温调节失灵。它不仅能降低发热机体的体温，还能降低正常体温。在低温环境下，可使体温降低至34℃以下甚至更低；在炎热环境中，它能使体温升高。例如在低温麻醉时，配合物理降温，可使患者体温降至28~30℃，用于人工冬眠疗法。
对自主神经系统的作用
对α受体的阻断作用： 氯丙嗪阻断α肾上腺素受体，翻转肾上腺素的升压作用。同时还能引起血压下降，不过反复用药会产生耐受性，所以不适合用于高血压病的治疗。对M胆碱受体的阻断作用： 它有较弱的阻断M胆碱受体的作用，可引起口干、便秘、视力模糊等不良反应。