倍他洛尔为选择性β1受体阻滞药，几乎不阻断β2受体，并具有钙离子拮抗作用，无内源性拟交感活性(ISA)，有一定的膜稳定作用(MSA)，作用类似阿替洛尔。在临床试用剂量的情况下，没有可见的心脏抑制作用。其主要作用机制为：
1、眼科：倍他洛尔可通过抑制房水产生以及增加房水流出来降低眼压，可降低青光眼或其他眼病引起的眼压升高。另外，本药可使具有β2肾上腺素受体的视神经乳头和视网膜血管保持内源性舒张，从而增加灌注压、改善微循环，保护视野。
2、心血管：当心肌缺血时，本药能阻断心肌上的β1受体、拮抗交感神经兴奋和儿茶酚胺作用，使心率减慢、心肌收缩力减弱、血压降低、心肌耗氧量降低，并使冠状动脉血流重新分布，从而增加缺血区心内膜的血流灌注，改善心肌缺血情况。另外，本药较大剂量时对血管及支气管平滑肌也有一定的作用。