La serotonina viene rilasciata dalle cellule enterocromaffine dell'intestino tenue in risposta agli agenti chemioterapici e può stimolare le afferenze vagali (tramite i recettori 5-HT3) per incominciare il riflesso del vomito. Si pensa che l'azione antiemetica dell'ondansetrone sia mediata principalmente dall'antagonismo sulle afferenze vagali con un contributo minore sui recettori centrali.