對中樞神經系統的作用
芍藥甙具有顯著的鎮痛、鎮靜、抗驚厥作用。芍藥浸膏能拮抗士的寧所引起的驚厥。小鼠腹腔註射有顯著的鎮痛效果，鎮痛作用可能與嗎啡受體無關。能延長球已烯巴比妥鈉對小鼠的睡眠時間，對五甲烯四氮唑所致的驚厥有拮抗作用。
對心和腦血管系統的作用
擴張血管作用：芍藥甙能擴張冠狀動脈，增加冠脈流量，對抗急性心肌缺血，降低血壓。
保護腦缺血的作用：芍藥苷對腦缺血後再灌註期間血腦屏障及腦缺血神經病理改變癥狀、腦血流量的影響。發現芍藥苷對腦缺血後腦水腫、血腦屏障、大腦局部血流量具有保護作用。局竈性腦缺血動物應用芍藥苷可以明顯減輕腦水腫程度，降低腦梗塞範圍，改善神經行為學癥狀、血腦屏障通透性，增加大腦局部血流量。顯示對局竈性腦缺血損傷有明顯的保護作用，其保護機制可能與下列因素有關；抑制細胞內鈣離子超載，抗自由基，對缺血、缺氧引起的腦血管縮舒功能障礙有良好的改善作用，對腦缺血後再灌流期間血腦屏障具有保護作用，並可促進再灌流早期腦血流的恢復作用。
抗血栓形成的作用：實驗表明，芍藥苷模型組動物血小板聚集時間與對照組比較，聚集時間縮短1/2左右，說明芍藥苷給高脂肪高膽固醇動物血小板聚集增強，模型給藥組動物的血小板聚集，血小板血栓和纖維蛋白形成時間均較模型組動物明顯地延長，並接近對照組。提示芍藥苷有提高抗高脂肪高膽固醇引起的促血栓形成的作用。
抗血小板聚集作用：血小板聚集是引發各類心腦血管病的重要元兇之壹。芍藥苷對ADP和膠原誘導的血小板聚集性有不同程度的抑制作用。
抗高血脂作用：韓國蔚山大學的學者發現，對於實驗性高血脂大鼠模型，芍藥苷具有降低其膽固醇水平的作用。與對照組相比，受試組劑量分別為200、400 mg/kg，口服，壹日壹次並持續4周時，芍藥苷對於總膽固醇、低密度脂蛋白和甘油三酯水平顯示出明顯的降低作用。
逆轉低血壓作用：通過靜脈註射芍藥苷，臺灣醫藥工作者發現，芍藥苷能夠通過激活威斯特大鼠腦內的腺苷A1受體來逆轉呱乙啶誘導的低血壓。被腺苷A1受體拮抗劑8-環戊-1,3-二丙基黃嘌呤預處理後，芍藥苷具有劑量依賴性的抑制作用。芍藥苷的這種作用不會被8-硫苯基茶堿所改變，8-硫苯基茶堿是壹種強極性的不能進入中樞神經系統的腺苷A1受體拮抗劑。
解痙作用
芍藥苷具有舒張平滑肌細胞的作用，Ca2+減低在芍藥苷的舒張平滑肌細胞作用中起重要作用，芍藥苷可能通過調節細胞膜Ca2+/Na+ 交換來舒張平滑肌細胞。在胃腸道平滑肌細胞中，膜電位通過影響平滑肌細胞的興奮性而決定了胃腸道的收縮和舒張功能。芍藥苷其藥理作用主要為抑制副交感神經興奮，降低平滑肌張力和抑制其運動。有壹些實驗證實芍藥苷對大鼠輸精管附睪部和前列腺部平滑肌的強直性收縮具有抑制作用；對豚鼠、大鼠的離體腸管和在體胃運動以及大鼠子宮平滑肌具有抑制作用，並能拮抗催產素對子宮引起的收縮。同時也曾有學者應用白芍組成的方劑治療腸易激綜合征和膽石癥術後復發性絞痛等疾病，均取得壹定療效。芍藥苷通過松弛括約肌，有益於急性胰腺炎時膽汁、胰液的排泌，從而減少胰酶激活，減輕胰腺腺泡損害，最終降低急性胰腺炎的嚴重程度。
解熱作用
芍藥甙對正常小鼠體溫有降低作用，對人工發熱的小鼠有導熱作用。
抗炎、抗潰瘍和抗過敏作用
芍藥甙（50mg/kg,ig）對角叉菜膠和右旋糖酚所致的大鼠足踝腫有抑制作用，對大鼠佐劑性關節炎有防治作用，對大鼠應激潰瘍有預防作用和抑制胃液分泌的作用。白芍煎劑對某些致病性細菌和真菌有抑制作用。
降血糖作用
芍藥苷靜脈註射能明顯降低鏈脲黴素誘發的糖尿病小鼠的血糖，血漿中含糖量也隨著用藥時間的延長而逐漸降低。在用藥後25min時作用最強。芍藥苷降低血漿中含糖量水平，作用與量有關（1～10mg/kg體重）。對實驗表明芍藥苷降血糖作用機制與胰島素無關。
免疫調節作用
芍藥苷具有是壹定的免疫調節功能。用適量刀豆素誘導佐劑性關節炎，芍藥苷在體外作用脾細胞懸液和腹腔巨噬細胞，發現對大鼠脾淋巴細胞IL-2和大鼠腹腔巨噬細胞產生的IL-1，均有增強作用，量效曲線成鐘罩狀。而且對脾淋巴細胞增殖反應有誘導作用，並且能使AA大鼠大量的低下的脾淋巴細胞增殖反應恢復和接近正常水平，表明芍藥苷具有濃度和機能依賴性的雙向免疫調節作用。臨床藥理研究表明，該品能改善類風濕性關節炎患者的病情，減輕患者的癥狀和體征，並能調節患者的免疫功能。芍藥甙用於治療類風濕性關節炎療效與甲氨蝶呤相近，但其不良反應明顯比甲氨蝶呤少而輕，作為Ⅱ類西藥已被批準為臨床治療類風濕性關節炎的新藥，它的其他臨床應用正在研究之中。
抗腫瘤作用
芍藥苷對腫瘤細胞有壹定的抑制作用，芍藥苷能抑制腫瘤細胞膜上ATP酶的活性及升高腺苷酸，環化酶（AC）活性的作用。該藥抑制腫瘤細胞生成、與抑制膜上Na,K-ATPase並激活AC密切相關。應用芍藥苷對人肝癌細胞株Bel－7402和HepG2細胞增殖的影響，觀察3種措施（陰性無藥對照、陽性阿黴素對照及芍藥苷）腫瘤細胞的增殖結果，其中芍藥苷（2mg/ml、1mg/ml、0.5mg/ml）對Bel－7402 和HepG2細胞增殖有顯著抑制作用，其最大抑制率分別為33.78%和31.45 %。增殖抑制作用隨藥物濃度增高而加強，呈顯著的量效關系。研究結果表明，芍藥苷2mg/ml、1mg/ml 及0.5mg/ml個有效藥物濃度對提示芍藥苷能在壹定程度上抑制人肝癌細胞的增殖以延緩肝癌的進程。並可誘導HepG2雕亡，並能上調雕亡相關基因P53和bax表達，下調抗雕亡基因bcl-2表達。
抗腫瘤實驗證實，芍藥苷對S－180實體瘤抑制率為36%%－44%%，與對照組比較，芍藥苷有顯著差異。治療肺癌的環磷酰胺對Lewis肺癌原發瘤、轉移率和肺轉移數均無明顯影響，但芍藥苷與赤芍A合用後，可顯著減少肺轉移數。
對肝臟的保護作用
芍藥苷可刺激大鼠產生血漿纖維聯接蛋白，促使其血中水平升高，促進網狀內皮系統功能。芍藥苷連續7天預防給藥可明顯對抗D-半乳糖胺或四氯化碳所致小鼠肝損傷後血清谷丙轉氨酶升高、血清白蛋白的下降及肝糖原含量下降，並使形態學上肝細胞變性和壞死得到明顯的改善和恢復。芍藥苷對乙醇誘導的血清轉氨酶升高亦有抑制作用。
其它作用
10. 防治老年性癡呆.
11. 耐缺氧作用等。
12. 利尿的作用。
毒理研究芍藥甙毒性很低，正常情況下，無明顯不良反應。小鼠LD50：靜脈註射為3530mg/kg，腹腔註射為9530mg/kg。
臨床應用用於冠心病的治療；用於老年性疾病，增強體質與免疫功能、抗炎止咳、祛痰平喘等方面，尤其是老年慢性呼吸道疾病的治療中可作輔助藥物。