属于嘌呤拮抗剂类抗代谢物。 它能够抑制酰胺转移酶，从而干扰嘌呤核苷酸合成；能够抑制次黄嘌呤核苷酸转为腺嘌呤核苷酸及次黄嘌呤核苷酸转为黄嘌呤核苷酸、鸟嘌呤核苷酸的过程；还能够抑制烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）的合成及引起脱氧腺苷三磷酸（dATP）和脱氧鸟苷三磷酸（dGTP）水平的下降。这使得巯嘌呤能够有效抑制DNA的合成，从而抑制肿瘤细胞的生长。
不良反应.巯嘌呤的不良反应较多，且可能达到很严重的程度。其中较轻的有腹泻、恶心、呕吐、食欲减退、疲倦、过敏反应（如皮疹和发痒）、脱发