La loperamide si lega ai recettori oppioidi della sottofamiglia μ,κ e δ, esclusivamente a quelli del plesso mioenterico, provocando una riduzione del rilascio di acetilcolina e prostaglandine. L'attivazione di questi recettori, soprattutto il recettore μ, genera una riduzione della motilità e della peristalsi gastrointestinale, oltre ad una riduzione delle secrezioni e ad un aumento dell'assorbimento di acqua.