Mechanismus účinku Diazepam je benzodiazepinový derivát s širokým rozmezím účinku. Působí anxiolyticky, hypnosedativně, myorelaxačně a antikonvulzivně působením na specifické benzodiazepinové receptory, které se nejvíce vyskytují v limbickém systému, hypotalamu, mozečku a v corpus striatum. Tyto receptory a receptory GABA vytvářejí anatomickou a funkční jednotu. Po navázání diazepamu na receptory se zvyšuje GABA-ergní transmise a též inhibice v centrálním nervovém systému. To
vede k antikonvulzivnímu a myorelaxačnímu působení. Potencovaná aktivita GABA snižuje aktivitu excitačních neurotransmiterů: serotoninu, noradrenalinu a acetylcholinu, což zvyšuje anxiolytické a hypnosedativní působení.