1.抗病原
多種清熱解毒藥物對細菌、真菌、病毒、原蟲等均有不同程度的抑制或殺滅作用。常用的 29 種清熱解毒藥物中，只有壹種尚未被證實有抗病原作用。清熱解毒藥的抗菌、抗病毒作用更為明顯。
（1）抗菌譜清熱解毒藥的抗菌譜較廣。黃連、黃芩、香附、龍膽草、金銀花、蒲公英、魚腥草、紫草等、對金黃色葡萄球菌、溶血性鏈球菌、肺炎球菌、大腸桿菌、痢疾桿菌、變態反應桿菌等有抑制作用；黃連、香附對結核桿菌、鉤端螺旋體有抑制作用；苦參、龍膽草、金銀花、連翹、青黛、紫草等、可抗多種皮癬真菌；金銀花、連翹、蒲公英、穿心蓮、秦皮、三七、貫眾、魚腥草、苦參、紫草等可抗流感病毒、皰疹病毒等；柴胡、厚樸抗阿米巴原蟲，蘇木、厚樸抗瘧疾原蟲。
（2）抗菌機制大多數清熱藥物的抗菌機制尚不清楚。黃柏、黃連、龍膽草的抗菌作用可能包括以下幾個方面：破壞細菌結構，細胞膜出現皺縮，進入細胞質；抑制核酸和蛋白質的合成；幹擾糖代謝。
（3）抗菌有效成分目前已明確的抗菌有效成分有小檗堿（小檗、香附、三七）、黃芩苷（黃芩）、綠原酸、異綠原酸（金銀花）、秦皮乙醇（秦皮）、苦參堿（苦參、三七）、連翹酯苷（連翹）、色氨酸酮（潘生丁、仙茅）、癸酰乙醛（仙茅）等。
關於清熱解毒藥的抗感染作用，需要註意的是，它們與抗生素的作用有壹定的區別。清熱藥用於急性感染性疾病，臨床療效確切，改善全身癥狀明顯，但體外實驗結果表明，無論是單壹藥物還是其有效成分的抗菌作用強度，壹般不及抗生素，說明清熱藥的抗感染作用是通過多種作用環節產生的。除抗病原體作用外，抗細菌毒素、解熱、影響免疫功能等也參與了抗感染作用。
2.抗毒素
許多清熱解毒藥具有抗細菌內毒素作用，能提高機體對內毒素的耐受性。金銀花、蒲公英、穿心蓮、黃連、黃芩、浮萍、水牛角等可降低大腸桿菌、霍亂弧菌等內毒素引起的死亡率，減輕腹瀉和腸粘膜炎癥反應。此外，穿心蓮和苦木還具有抗蛇毒血清的作用。
3.抗炎
大多數清熱解毒藥都具有抗急性炎癥反應的作用。金銀花、大青葉、板藍根、魚腥草穿心蓮、黃連、黃芩、龍膽草、知母、桅子、赤芍、丹參、車前子、玄參、甘草等。它們對二甲苯引起的小鼠耳腫脹、角豆膠引起的大鼠足腫脹等急性滲透性炎癥有明顯的抑制作用，並能降低組胺引起的毛細血管通透性增加。金銀花、知母、黃芩、丹皮、白芍等對大鼠佐劑性關節炎也有壹定的抑制作用。
4.解熱
裏熱證常伴有發熱，多數清熱藥有明顯的解熱作用。清熱解毒藥金銀花、大青葉、板藍根、穿心蓮，清熱燥濕藥黃連、黃柏、苦芩、龍膽草，清熱瀉火藥石膏、知母、梔子，清熱涼血藥赤芍、丹皮，以及清虛熱藥地膚子等、對內毒素或酵母菌等引起的實驗動物發熱，有不同程度的解熱作用。梔子的醇提取物和青蒿的水提取物也能降低動物的正常體溫，產生降溫作用。
5.對免疫功能的影響
清熱解毒藥物對免疫功能的影響較為復雜。壹方面，大多數清熱解毒藥都能提高機體的免疫功能，增強機體的抗病能力。蒲公英、金銀花、魚腥草、穿心蓮、黃連、黃芩、梔子等。山奈、金銀花、黃連、黃芩、梔子等具有不同程度的增加白細胞數量，提高白細胞和巨噬細胞的吞噬能力，增強非特異性免疫功能；山奈、金銀花、黃連、黃芩等具有促進細胞免疫的作用，山奈、香附、山奈、金銀花等具有促進體液免疫的作用，從而增強特異性免疫功能。另壹方面，某些清熱藥能抑制異常免疫反應，如黃芩、黃連、穿心蓮等，能對抗過敏反應，產生免疫抑制作用。
6.抗腫瘤
腫瘤屬毒邪，某些清熱藥如苦參、紫草、北豆根、金銀花、青黛等有壹定的抗腫瘤作用。
7.其他
黃芩、牡丹皮、牛黃等清熱藥還具有不同程度的鎮靜、降壓、保肝、利膽等作用。