Blocage des récepteurs dopaminergiques centraux de type D1 et D2. L'activité antipsychotique pourrait venir du blocage des récepteurs dopaminergiques méso-limbiques. Les symptômes extrapyramidaux proviendraient du blocage de récepteurs dopaminergiques striataux. L'hypersécrétion de prolactine aurait pour origine le blocage de récepteurs dopaminergiques du système tubéro-infundibulaire. L'activité anti-émétique serait due à une action au niveau des chemorécepteurs de la Trigger zone.
Certains effets indésirables de l'Halopéridol sont graves (à risque vital) et doivent motiver l'appel immédiat des urgences médicales (SAMU : 15 ; Pompiers : 18) : il s'agit du syndrome malin des neuroleptiques (pâleur, hyperthermie, troubles végétatifs) ou de mouvements musculaires incontrôlables (touchant en particulier le visage et la langue). En outre, il n'est pas rare d'observer des spasmes et une instabilité de la face et du cou, tremblements, troubles des règles, impuissance, hypertrophie des seins, sécrétion lactée, prise de poids