Il meccanismo d'azione di oxametacina è da mettere in relazione con la sua attività inibitoria sulla biosintesi delle prostaglandine. La ridotta sintesi di prostaglandine è secondaria alla inibizione dell'enzima Prostaglandina-endoperossido sintasi (ciclossigenasi). Studi eseguiti sui ratti sembravano indicare che parte dell'azione del farmaco fosse dovuta alla sua conversione in indometacina. Tuttavia ulteriori studi su volontari umani sani hanno evidenziato che la quota di farmaco metabolizzata ad indometacina nella specie umane è trascurabile.