As múltiplas aplicações clínicas do cloridrato de meclizina estão ligadas ao seu amplo mecanismo de ação.
Por ser basicamente um anti-histamínico atua bloqueando os receptores H1 da histamina, inibindo sua ação através do bloqueio dos receptores muscarínicos no cérebro. Porém, ao contrário da maioria dos anti-histamínicos, apresenta baixa afinidade pelos receptores muscarínicos, o que em última análise, proporciona um menor número de reações adversas.
O cloridrato de meclizina possui propriedades anticolinérgicas, antieméticas, antiespasmódicas, depressora do sistema nervoso central e anestésica local.
O mecanismo dos efeitos antieméticos com o cloridrato de meclizina parece estar relacionado com a inibição do centro do vômito no tronco cerebral. O cloridrato de meclizina também reduz a excitabilidade dos neurônios no núcleo vestibular e afeta as vias neuronais originadas do labirinto.
Nos transtornos motores, impulsos dos receptores vestibulares são transmitidos para os núcleos vestibulares, para áreas mais primitivas do cerebelo e para as áreas do tronco cerebral. Os efeitos anticolinérgicos centrais do cloridrato de meclizina presumivelmente inibem o aumento da atividade dos neurônios colinérgicos nos núcleos vestibulares e áreas reticulares, prevenindo a ativação do centro do vômito.
A duração da ação da meclizina (acima de 24 horas) é maior do que a de outros antihistamínicos usados em transtornos motores e vertigem (dimenidrinato, difenidramina, ciclizina, buclizina). A medicação é indicada para o tratamento de náusea, vômito e tontura associados com transtornos motores. As outras indicações incluem a prevenção e o tratamento do vômito que está associado com a vertigem de origem vestibular, como a labirintite e a doença de Meniére.