Obecně přijímaným mechanizmem účinku pentoxifylinu je nespecifická inhibice buněčných fosfodiesteráz, ale mechanizmus účinku bude komplexnější a může zahrnovat ovlivnění adenosinových receptorů (jako ostatní methylxantiny), inhibici reuptake adenosinu, translokaci extracelulárního kalcia, indukci tvorby prostacyklinu, stimulaci tvorby prostaglandinu E2 nebo upregulaci TGF-β. (cs)