L'allopurinolo inibisce la xantino-ossidasi (XO) enzima che catalizza la trasformazione dell'ipoxantina in xantina e di quest'ultima in acido urico. L'Allopurinolo riduce la formazione dell'acido urico anche perché l'inibizione della XO fa sì che aumentino le quantità di ipoxantina e xantina riutilizzabili nel ciclo metabolico delle purine. Ciò, per un meccanismo di retroinibizione, determina una riduzione della sintesi de novo delle purine. Riducendo la formazione di acido urico, l'allopurinolo determina un abbassamento delle concentrazioni di questo nei fluidi dell'organismo e nelle urine, a differenza degli uricosurici che aumentando l'escrezione renale dell'acido urico ne aumentano le concentrazioni a livello urinario. La riduzione delle concentrazioni di acido urico/urato permette la mobilizzazione e la dissoluzione dei depositi di urati nella pelle, nelle ossa, nelle articolazioni e nel tessuto renale-interstiziale.