Thuốc chống viêm non-steroid như ibuprofen hoạt động bằng cách ức chế các enzyme cyclooxygenase (COX) chuyển đổi axít arachidonic thành Prostaglandin H2 (PGH2). PGH2 đến lượt nó, được chuyển đổi bởi enzyme khác thành một số prostaglandin khác (là các chất trung gian của đau, viêm và sốt) và thromboxan A2 (có tác dụng kích thích kết tập tiểu cầu, dẫn đến sự hình thành cục nghẽn).[13]

Như aspirin, indomethacin, và hầu hết các NSAID khác, ibuprofen được xem là một thuốc không ức chế chọn lọc COX- có nghĩa là, nó ức chế cả hai loại cyclooxygenase, COX-1 và COX-2. Các tác dụng giảm đau, hạ sốt, và chống viêm NSAID đạt được khi ức chế COX-2, trong khi sự ức chế COX-1 sẽ gây nên các tác dụng không mong muốn trên kết tập tiểu cầu và đường tiêu hóa.[14] Tuy nhiên, vai trò của các đồng chất COX riêng rẽ trong tác dụng giảm đau, chống viêm và phá hủy dạ dày của các NSAID là không rõ ràng và các chất khác nhau gây ra mức độ giảm đau và phá hủy dạ dày khác nhau.[15]