西罗莫司是一种免疫抑制剂,通过抑制 T 淋巴细胞对抗原和细胞因子(IL-2,IL-4 和 IL-15)刺激的应答反应,而抑制 T 淋巴细胞的活化和增殖。这一作用机制不同于其它免疫抑制剂。另外,西罗莫司也抑制抗体的产生。在细胞内,西罗莫司与亲免疫因子 FK 结合蛋白-12 (FKBP-12)结合而形成免疫抑制性复合物,但该复合体并不影响神经贮钙蛋白的活性。该复合物可与西罗莫司的哺乳动物靶蛋白(一个关键的调控激酶)结合并抑制其激活,从而抑制了细胞因子引发的 T 淋巴细胞增殖,抑制细胞周期从 G1期进入到 S 期。