Per doxofillina è stato ipotizzato come meccanismo d'azione un'inibizione della fosfodiesterasi, enzima che degrada l'AMP ciclico. Tuttavia la molecola, a differenza della teofillina, sarebbe dotata di una ridotta affinità per i recettori A1 e A2 dell'adenosina, la qual cosa spiegherebbe il suo migliore profilo di sicurezza ed il più basso numero di eventi avversi cardiovascolari-<br>