吲哚美辛是环氧酶（COX，促进花生四烯酸转化为前列腺素）1和2的非选择性抑制剂。前列腺素是人体中常见的一类激素物质，有多种生理作用，其中部分可导致疼痛、发热和炎症。

前列腺素可使妊娠中的妇女子宫收缩，因而吲哚美辛是一种有效的抑制分娩药，通过抑制子宫内前列腺素（PG）的合成，也可能是通过阻滞钙通道来减少子宫收缩，从而预防早产。

吲哚美辛还有另外2种具临床重要性的作用机理：

1、可抑制多形核白细胞（PMN）的的运动，类似秋水仙素的作用。

2、可在软骨和肝脏细胞中的线粒体中解偶联氧化磷酸化作用，类似水杨酸衍生物的作用。

这两种作用机理解释了吲哚美辛止痛和消炎的特性。

吲哚美辛可以穿过胎盘减少胎儿尿液，从而治疗羊水过多症。作用方式是减少肾血流（RBF）并增加肾脏血流阻力，可能是通过增强胎儿肾脏抗利尿激素的作用来实现的。