V těle zvířete klomipramin a jeho hlavní metabolit, desmethylklomipramin, zabraňují zpětnému vychytávání některých neurotransmiterů do nervových buněk v mozku a míše.
V telesu klomipramin in njegov največji metabolit, desmetilklomipramin, preprečujeta ponovno vračanje nekaterih nevrotransmiterjev v živčne celice v možganih in hrbtenjači.