Benzodiazepine wirken über spezifische Benzodiazepin-Haftstellen, die im Gehirn, Rückenmark und in peripheren Organen unterschiedlich verteilt sind. Über diese Rezeptoren wird an den Schaltstellen (Synapsen) der Nervenzellen die Aktivität des hemmenden Neurotransmitters Gamma-Amino-Buttersäure verändert. Hierdurch werden auch nachgeschaltete Überträgerstoffe, wie z.B. Noradrenalin, Acetylcholin und Serotonin, mitbeeinflusst, woraus sich die verschiedenen pharmakologischen Wirkungen ergeben.

Die meisten Benzodiazepine bzw. die im Körper erzeugten Stoffwechselprodukte besitzen eine sehr lange Halbwertszeit. Sie beträgt je nach Wirkstoff mehr als zwei Tage, so dass es im Organismus zu einer Anreicherung der Substanz kommt.