Является центральным α2-адреномиметиком. Возбуждает центральные адренергические нейроны, угнетающие сосудодвигательный центр. Это приводит к снижению сердечного выброса и общего периферического сосудистого сопротивления, следствием чего является снижение АД. Кроме того, клофелин обладает выраженным анальгетическим и седативным эффектами, также связанными с его свойствами центрального α-адреномиметика. Потенцирует действие опиатов и алкоголя (к последнему часто добавляется при криминальных отравлениях). С учетом фармакологических характеристик клофелин относят как к психотропным, так и к кардиотропным ядам.