Dopo la somministrazione per via orale, l'assorbimento è incompleto. La clomipramina è inoltre soggetta ad un notevole effetto di primo passaggio a livello epatico. A causa dell'elevata liposolubilità e del notevole legame alle proteine plasmatiche, questo farmaco presenta un elevato volume di distribuzione. Il metabolismo epatico avviene mediante una reazione di demetilazione.