和异环磷酰胺在膀胱中会被转化成丙烯醛，而后者会与膀胱上皮细胞的半胱氨酸残基的巯基结合产生膀胱毒性，能够引起出血性膀胱炎，甚至膀胱癌。 美司钠的巯基部分能够与丙烯醛的碳碳双键反应，生成无毒无反应活性的硫醚复合物并排泄出人体，从而在不影响疗效的情况下起到了泌尿系统保护剂的作用。 同时它还有抗氧化剂的作用，而这进一步保护了泌尿系统，使其免受化疗药物代谢产物的伤害。
其它.美司钠还被用作祛痰药，用于慢性支气管炎、阻塞性肺炎等疾病引起的咳痰困难。它的作用机理和乙酰半胱氨酸相同。 此用途的美司