CPT liên kết với phức hợp topo I và DNA (phức hợp cộng hóa trị) dẫn đến phức hợp ternary, và do đó ổn định nó. Điều này ngăn chặn sự thắt lại DNA và do đó gây ra tổn thương DNA dẫn đến apoptosis.[10] CPT liên kết cả enzyme và DNA bằng liên kết hydro. Phần quan trọng nhất của cấu trúc là vòng E tương tác từ ba vị trí khác nhau với enzyme. Nhóm hydroxyl ở vị trí 20 hình thành liên kết hydro với chuỗi bên trên axit aspartic số 533 (Asp533) trong enzyme. Điều quan trọng là cấu hình của carbon chirus là (S) vì (R) không hoạt động. Lactone được liên kết với hai liên kết hydro với các nhóm amin trên arginine 364 (Arg364). Vòng D tương tác với cytosine +1 trên chuỗi không phân cắt và ổn định phức hợp cộng hóa trị I-DNA topo bằng cách hình thành liên kết hydro. Liên kết hydro này nằm giữa nhóm carbonyl ở vị trí 17 trên vòng D và nhóm amino trên vòng pyrimidine +1 cytosine.[11][12] CPT được chọn lọc gây độc tế bào cho các tế bào sao chép DNA trong pha S [13] và độc tính của nó chủ yếu là kết quả của việc chuyển đổi các chuỗi đơn thành đứt gãy hai sợi khi ngã ba sao chép va chạm với các phức hợp phân tách được hình thành bởi DNA và CPT.[14]