Tesofensine ist ein dreifacher Monoamin-Wiederaufnahmehemmer, der die Neurotransmission von Noradrenalin, Serotonin und Dopamin verbessert, indem er deren Wiederaufnahme-Transporter blockiert, die hauptsächlich den SERT (Serotonin-Transporter), NET (Noradrenalin-Transporter) und DAT (Dopamin-Transporter) betreffen. Diese Wirkung führt zu erhöhten Spiegeln dieser Monoamine im synaptischen Spalt, was die Appetitregulation moduliert und möglicherweise die Neuroplastizität über Wege wie den BDNF-Signalweg und die Aktivierung des Arc-Gens beeinflusst, was die Neurogenese im Hippocampus fördert. Während seine Wirkungen auf Appetit und Gewichtsverlust festgestellt wurden, bleibt der vollständige Wirkmechanismus nicht vollständig verstanden.