Promethazin ist ein Phenothiazine-Derivat und wirkt antagonistisch an α-adrenergen, serotonergen, histaminischen (H1) und muskarinischen Rezeptoren im gesamten Körper. Dadurch entstehen ein antiallergischer Effekt und die Wirksamkeit bei Übelkeit und Erbrechen. Außerdem hat es eine beruhigende, antipsychotische Wirkung vermutlich durch seine antidopaminergenen Eigenschaft.