Promethazine, một dẫn xuất phenothiazine, có cấu trúc khác với phenothiazin thần kinh, với tác dụng tương tự nhưng khác nhau.[8] Nó hoạt động chủ yếu như một chất đối kháng mạnh của thụ thể H <sub id="mwsg">1</sub> (kháng histamine) và chất đối kháng thụ thể mACh vừa phải (anticholinergic),[8] và cũng có ái lực yếu đến trung bình đối với 5-HT <sub id="mwug">2A</sub>,[9] 5-HT <sub id="mwvg">2C</sub>,[9] D <sub id="mwwg">2</sub>,[10][11] và thụ thể <sub id="mwyA">1</sub> -adrenergic,[12] trong đó nó cũng hoạt động như một chất đối kháng ở tất cả các vị trí.

Một công dụng đáng chú ý khác của promethazine là gây tê cục bộ, bằng cách phong tỏa các kênh natri.[12]