Механизм действия остается неустановленным. Фонтурацетам (N-карбамоилметил-4-фенил-2-пирролидон или 4-фенилпирацетам) имеет сродство к рецепторам дофамина и норадреналина. По данным производителя, фонтурацетам повышает уровень норадреналина, дофамина и серотонина в головном мозге, не влияет на уровень гамма-аминомасляной кислоты, не связывается с ней.
В экспериментах на крысах было показано, что фонтурацетам связывается с Н-холинорецепторами, значительно увеличивает максимальное число связанных рецепторов N-метил-D-аспарагиновой кислоты, Н-холинорецепторов, ГАМКА-рецепторов и дофаминовых рецепторов (D1, D2 и D3), но не связывается с рецепторами дофамина и серотонина.
Фармакологические эффекты фонтурацетама: ноотропный, психостимулирующий, противосудорожный, анксиолитический, аналгезирующий, антигипоксический, антитоксический, антигипертензивный, диуретический, анорексигенный.
Не вызывает лекарственную зависимость, толерантность, синдром отмены.
Фонтурацетам существует в форме двух оптических изомеров, в клинике обычно используется их рацемическая смесь.