La fluoxetina e il suo metabolita nor-fluoxetina, così come gli altri SSRI, si sono inoltre dimostrati in grado di aumentare le concentrazioni cerebrali di Allopregnanolone, un potente agonista dei recettori GABA-A, noti per mediare effetti ansiolitici. Entrambi si sono poi mostrati in grado di agire, alla stessa maniera, su questo stesso recettore; ciò potrebbe mediare parte degli effetti terapeutici e collaterali della fluoxetina. Inoltre la Fluoxetina agisce come agonista del recettore σ1 con una potenza maggiore di quella del citalopram, ma minore di quella della Fluvoxamina. Tuttavia la rilevanza clinica di questa proprietà non è chiara.