西罗莫司抑制由抗原和细胞因子(白介素[IL]-2、IL-4 和 IL-15)激发的 T 淋巴细胞的活化和增殖,此作用机制与其它免疫抑制剂截然不同。西罗莫司亦抑制抗体的产生。在细胞中,西罗莫司与免疫嗜素,即 FK 结合蛋白-12(FKBP-12)结合,生成一个免疫抑制复合物。此西罗莫司 FKBP-12 复合物对钙调磷酸酶的活性无影响。此复合物与哺乳动物的西罗莫司靶分子(mTOR,一种关键的调节激酶)结合,并抑制其活性。此种抑制阻遏了细胞因子驱动的 T 细胞的增殖,即抑制细胞周期中 G1 期向 S 期的发展。