Маропітант є високоселективним антагоністом рецептора нейрокініна 1 (NK1), він блокує дію субстанції P, ключового нейромедіатора, який бере участь у процесі блювання, у центральній нервовій системі. Речовина P (нейрокін 1), нейропептид, що складається з 11 амінокислот, належить до родини тахікінінів (біологічно активних нейропептидів) і виявляється у високих концентраціях у блювотному центрі. Дія речовини P опосередкується трьома G-білковими рецепторами, позначеними NK1, NK2 і NK3. Більшість центральних і периферичних ефектів речовини P опосередкується рецепторами NK1. Рецептори NK1 можуть бути виявлені як у центральній, так і в периферичній нервовій системі. Вони також є в дулі мозку, нейронах, ендотеляхальних клітин судин, травному каналі, легеневій тканині та м'язах. Речовина Р є найкращим лігандом для рецептора NK1, переважного рецептора тахікініну в мозку.Маропітан імітує структуру речовини P і взаємодіє з рецепторами NK1, тому вони не можуть зв'язувати речовину P, у такий спосіб зменшуючи стимуляцію еметичного центру. За допомогою інгібування зв'язування субстанції Р маропітант усуває як центральні, так і периферичні причини блювоти та пригнічує дію різних блювотних засобів, як-от апоморфін, ксилазин, сироп іпекакуани та цисплатин у собак, а також ксилазин у кішок.