Механізм дії повністю не з'ясований. Доклінічні дослідження показали, що тразодон селективно інгібує зворотне захоплення серотоніну синаптосомами головного мозку та діє як антагоніст 5-HT2A/2C серотонінових рецепторів. Чи не інгібує МАО, не стимулює ЦНС. Є антагоністом альфа1-адренорецепторів.

Тразодон є інгібітором зворотного захоплення серотоніну та антагоністом 5-HT2 рецепторів, активізація яких зазвичай пов'язана з появою безсоння, тривоги, психомоторного збудження та змін статевої функції.

Усуває як психічні (афективна напруженість, дратівливість, страх, безсоння), так і соматичні прояви тривожності (серцебиття, біль голови, міалгія, прискорене сечовипускання, посилене потовиділення).

T1/2 двофазний: тривалість ранньої фази становить 3-6 годин, пізніше 5-9 годин; у деяких пацієнтів можлива кумуляція. Виводиться з жовчю (20%) та сечею (75%, у т.ч. 70% у вигляді неактивних метаболітів) протягом 98 годин після прийому.