Пиоглитазон изглежда действа чрез активиране на специфични рецептори в ядрото (гама рецептор, активиран от пероксизомен пролифератор), което води до повишена чувствителност към инсулин в черния дроб, мастните и скелетно- мускулните клетки при животни.
Η πιογλιταζόνη φάνηκε ότι δρα µέσω της ενεργοποίησης ειδικών πυρηνικών υποδοχέων (ενεργοποιηµένος γάµµα υποδοχέας του πολλαπλασιαστή της περοξειζόµης), η οποία οδηγεί σε αυξηµένη ευαισθησία στην ινσουλίνη των κυττάρων του ήπατος, του λιπώδους ιστού και των σκελετικών µυών σε ζώα.