Il bupropione è classificato come un inibitore del reuptake della dopamina e della noradrenalina (NDRI) ed è inoltre un antagonista di alcuni sottotipi recettoriali dei recettori nicotinici. Quest'ultimo effetto è sfruttato per ridurre il "craving" (cioè il desiderio) di fumare ed è quindi utilizzato come adiuvante per smettere di fumare. Secondo alcuni autori è in grado di stimolare il "release" di noradrenalina e dopamina. La sua azione farmacologica deve prendere in considerazione anche i metaboliti che contribuiscono all’efficacia terapeutica.