碘脲類降糖藥主要通過與胰島β細胞膜上的藥物受體結合，打開胰島β細胞膜表面的閘門，使鈣離子進入細胞。鈣離子作為信使，促進胰島素分泌。第二個作用是減少肝糖原（糖的儲存形式）的分解，從而減少葡萄糖的來源。第三個作用是緩解胰島素受體後缺陷。最後壹個作用是增加靶細胞膜上接受胰島素作用的受體數量。簡而言之，它增加了胰島素的分泌，減少了血糖的來源。有更多的受體接受胰島素，降低血糖的目標就基本實現了。磺脲類藥物口服後經肝臟代謝，除格列酮經膽道和消化道排泄外，其余均經腎臟排泄。因此，腎功能不全者不宜使用。孕婦和哺乳期糖尿病患者不宜服用碘化尿素降糖藥。
磺脲類降糖藥主要用於刺激胰島β細胞，增強胰島素分泌。這類降糖藥只有在胰島β細胞仍有功能的情況下才會有效，因此主要適用於Ⅱ型糖尿病。
非肥胖的Ⅱ型糖尿病患者，如果經過簡單的飲食控制和適當運動兩個月後血糖仍然較高，可以首選磺脲類降糖藥。
肥胖的Ⅱ型糖尿病患者，服用雙胍類藥物後，血糖控制仍不滿意，或因雙胍類藥物胃腸道反應不能耐受，也可加用或改用磺脲類藥物。磺脲類藥物可增加胰島素分泌，還可導致患者體重增加，因此不作為肥胖患者的首選藥物。
II型糖尿病患者每天需要的胰島素少於20個單位，治療效果顯著的患者如果不願意繼續使用胰島素，可以試用磺脲類藥物替代胰島素。
發病年齡在40歲以下、發病時間在5年以內、空腹血糖>11.1毫摩爾/升、從未使用過胰島素治療、體重正常或肥胖者，也可選用磺脲類藥物或與二甲雙胍類藥物聯合使用。
近年來，臨床試驗中將磺脲類藥物與胰島素聯合使用，以增強療效。磺脲類降糖藥應在飯前半小時服用，否則會影響藥效的及時發揮。
當磺脲類降糖藥服用到最大劑量時仍不能有效控制血糖，稱為磺脲類藥物失效。根據失效過程和時間的不同，可分為原發性失效和繼發性失效。原發性失效是指Ⅱ型糖尿病患者在嚴格的飲食控制下，大劑量服用磺脲類藥物，壹直服用壹個多月病情仍未得到控制，稱為原發性失效。壹般來說，磺脲類藥物降血糖壹半左右療效明顯，l/3處於邊緣狀態，l/5無效。繼發性失效是指磺脲類藥物開始治療壹段時間有效，短的可維持1個月，多數可維持4年以上，隨後降糖療效逐漸減弱，需要大劑量才能有效控制血糖，這種患者稱為磺脲類藥物繼發性失效。所謂 "不能有效控制血糖 "是指服用適量磺脲類降糖藥後，空腹血糖仍高於11.L毫摩爾/升，餐後2小時血糖高於14.9毫摩爾/升，並持續數月。口服藥物後 6 個月內出現早期失敗，失敗率約為 5%至 20%；2 年後出現遠期失敗，失敗率為 3%至 30%。失敗的原因可能與病例選擇不當、飲食控制不佳、劑量不足、暫時性應激和未能堅持用藥、合並心、腦、腎和其他糖尿病並發癥有關，其中大部分原因不明。
磺脲類藥物治療失敗，應在醫生指導下重新調整治療方案。換用另壹種磺脲類藥物可能會取得良好效果。聯合使用比馬前列素也會有改善，還可以增加或更換胰島素療法，但這因人而異。