Ethionamide là một tiền-thuốc[7] được kích hoạt bởi enzyme ethA, một mono-oxygenase trong Mycobacterium tuberculosis, và sau đó liên kết với NAD+ để tạo thành một chất bổ sung ức chế InhA theo cùng cơ chế như isoniazid. Cơ chế hoạt động được cho là "phá vỡ" axit mycolic ở vi khuẩn.[4][8]

Biểu hiện của gen ethA được kiểm soát bởi ethR, một chất ức chế phiên mã. Người ta cho rằng cải thiện biểu hiện ethA sẽ làm tăng hiệu quả của ethionamide và thúc đẩy sự quan tâm của các nhà phát triển thuốc trong việc sử dụng chất ức chế để tăng công hiệu.[4]