他莫昔芬结构中存在Z型和E型两种异构体，Z型具有抗雌激素作用，E型则具微弱雌激素活性。如乳腺癌细胞内有雌激素受体（ER），当雌激素进入肿瘤细胞内并与其结合，促使肿瘤细胞的DNA和mRNA的合成，刺激肿瘤细胞生长。Z型进入细胞内与ER竞争性结合，形成受体复合物，抑制雌激素作用和乳腺癌细胞增殖。对雌激素受体或孕激素受体阳性者易出现疗效。

　　他莫昔芬为前药，主要在肝脏经CYP2D6代谢，代谢物为N-去甲基三苯氧胺和4-羟基三苯氧胺，但CYP2D6具多态性，其中CYP2D6*4严重影响他莫昔芬对乳腺癌的疗效（1%的韩国、日本、中国人或7%～10%的白种人），并显著增加他莫昔芬对乳腺癌的复发率。2006年美国FDA要求修改药品说明书并推荐乳腺癌者处方他莫昔芬以前应先监测CYP2D6的基因多态性。