Se il naloxone viene somministrato in pazienti che non consumano oppioidi, non si verifica alcuna attività farmacologica, viene però alterata la percezione del dolore. Contrariamente agli agonisti diretti degli oppiacei, che quando vengono sospesi provocano fenomeni di astinenza nei soggetti tolleranti agli oppiacei, non ci sono evidenze riguardanti lo sviluppo della tolleranza e dipendenza dal naloxone. Il meccanismo d'azione non è chiaro, compete per nei siti dei recettori degli oppiacei del sistema nervoso centrale (un antagonista competitivo, non un agonista diretto), e previene l'azione degli oppiacei endogeni e degli xenobiotici su questi recettori senza produrre direttamente alcun effetto.