Analogo delle purine, l'azatioprina (AZA) è costituita da 6-mercaptopurina (6-MP) più una catena laterale per proteggere il labile gruppo sulfidrilico.Nel fegato la catena laterale viene staccata e si forma il composto attivo 6-MP.La somiglianza strutturale di queste molecole all'inosina monofosfato è ovvia, ed il 6-MPribonucleotide inibisce gli enzimi che convertono l'inosin-nucleotide in adenosina e guanosina monofosfato, rallentando l'effetto dell'intero processo della biosintesi delle purine mediante l'inibizione della prima fase con un meccanismo di falso feed-back.Il risultato dell'inibizione di questi numerosi enzimi è il blocco della sintesi cellulare di DNA, di RNA, di alcuni cofattori e di altri nucleotidi attivi.L'attività biologica dell'azatioprina e del 6-MP è maggiore tanto più è richiesta la sintesi di acidi nucleici.Questi farmaci inibiscono efficacemente lo sviluppo dell'immunità sia umorale che cellulare, interferendo con la differenziazione e la proliferazione dei linfociti sensibili.L'azatioprina può anche ridurre la produzione di neutrofili e l'attivazione di macrofagi, effetti che sopprimono le componenti infiammatorie aspecifiche della reazione immunologica, ma che, per contro, possono favorire infezioni intercorrenti.