(1)刺激β细胞释放胰岛素。证据为：①此类药物仅对Ⅱ型糖尿病与糖耐量异常病人具有β-细胞部分功能者有效，对Ⅰ型糖尿病人β细胞贮备功能很差甚而不受葡萄糖刺激而分泌胰岛素者，往往无疗效或疗效不明显。②对切除胰腺的动物亦无效。③口服磺脲类药物后血浆胰岛素升高。④服用磺脲类药物后β细胞中β颗粒明显减少，与胰岛素分泌量成正比。⑤磺脲类药物能刺激β细胞增生，但主要是刺激胰岛素从β细胞β颗粒中释放而非合成。与葡萄糖刺激作用不同。 (2)增强周围组织中胰岛素受体作用。研究表明，磺脲类口服降糖药可加强胰岛素与胰岛素受体的亲和力，氯磺丙脲可使单核细胞胰岛素受体增多。
(3)减少肝糖输出。其特点为：①服磺脲类药物后肝糖元明显增加。②肝糖元异生受抑制。 ③在正常人或糖尿病人中进行肝导管研究证明，甲磺丁脲除能抑制肝糖释放外，并能抑制果糖转化为葡萄糖。