1.甲鈷胺是一種內源性的輔酶B12。
在由同型半胱氨酸合成蛋氨酸的轉甲基反應過程中，作為蛋氨酸合成酶的輔酶，起重要作用。
2.甲鈷胺易轉移至神經細胞的細胞器，從而促進核酸和蛋白質的合成。
甲鈷胺較氰鈷胺更易轉移入大白鼠的神經細胞的細胞器。在小鼠的腦細胞和脊髓神經細胞的實驗中，參與由脫氧尿嘧啶核苷合成胸腺嘧啶核苷的過程，促進葉酸的利用和核酸的代謝。而且，甲鈷胺比鈷酰胺更能促進大鼠的核酸和蛋白質的合成。
3.促進軸索內輸送和軸索的再生
在由給與鏈脲菌素引起糖尿病大白鼠模型的坐骨神經細胞，可使軸索結構蛋白質的輸送正常化。對由阿霉素、丙烯酰胺、長春新堿引起的藥物性神經障礙(大白鼠、兔)以及軸索變形小白鼠模型，自然發病糖尿病大白鼠的神經障礙在神經病理學、電生理學上可抑制變性神經的出現。
4.促進髓鞘的形成(磷脂合成)
較腺苷鈷胺更能促進髓鞘的主要結構磷脂酰膽堿合成，從而提高髓鞘的形成(大白鼠)。
5.恢復神經鍵的傳達延遲和神經傳達物質的減少
在挫刮的坐骨神經實驗中由于提高神經纖維的興奮，從而恢復終端電位誘發(大白鼠)。另外可使喂養缺膽堿餌大白鼠低下的腦內乙酰膽堿量正常化。
6.促進正紅血母細胞的成熟、分裂、改善貧血血像
缺乏維生素B12可能導致巨紅細胞性貧血，本藥促進在骨髓中核酸的合成及正紅血母細胞的成熟、分裂、增加紅細胞的產生。本藥可迅速恢復因B12缺乏而降低的大白鼠紅細胞數、血紅蛋白、血細胞比容值。