塞替派的作用原理类似氮芥，在体内产生活性烷化基团乙烯亚胺基具有较强的细胞毒作用。乙烯亚胺基能和参与细胞DNA组成的核碱基，如鸟嘌呤结合，改变DNA的功能，影响肿瘤细胞分裂。实验研究证明，本品对多种动物肿瘤均有明显的抑制作用，抑制核酸的合成;在组织培养中，可抑制动物胚胎细胞、人体细胞及肿瘤细胞的有丝分裂。