1．對中樞神經系統的作用芍藥甙對醋酸引起的扭體反應有明顯的鎮痛作用，與甘草的甲醇復合物合用，二者對醋酸扭體反應有協同鎮痛作用．白芍總甙（TGP）對嗎啡、可樂定抑制小鼠扭體反應有協同作用．白芍總甙的鎮痛作用不能被納絡酮阻斷，亦不影響低頻電場刺激的豚鼠回腸縱肌收縮．提示白芍的鎮痛作用不是興奮阿片受體所致．白芍總甙（1～40mg/kg）呈劑量依賴性地抑制小鼠扭體、嘶叫、熱板反應，延長大鼠熱板反應潛伏期，作用高峰在0.5～1小時．不同的疼痛指標，反映不同的痛整合中樞的功能活動，甩尾反應主要由脊髓參與完成， 而嘶叫、舔后足反應在高級中樞完成，能在一定程度上反映情緒活動．白芍總甙對甩尾反應無明顯影響，但可抑制嘶叫、舔足反應，表明白芍總甙作用部位在高級中樞．
白芍總甙可明顯抑制小鼠活動；對電刺激引起的小鼠激怒反應亦有明顯抑制作用．
白芍總甙（5～40mg/kg）腹腔注射能降低小鼠和大鼠的正常體溫，并呈劑量依賴關系，作用高峰在0.5～1小時， 其降溫作用受環境影響．給大鼠側腦室注射微量白芍總甙（2.4mg/kg）亦有明顯降溫作用．H1-受體阻斷劑氯苯吡胺（10mg/kg、20mg/kg 皮下注射）可明顯拮抗白芍總甙對大鼠和小鼠的降溫作用．因此，有人認為白芍總甙的降溫作用與增敏腦內H1-受體有關．但是白芍總甙（40mg/kg 腹腔或皮下注射）對正常豚鼠和家兔則無明顯降溫作用．
2．對心血管系統的作用白芍水溶物可明顯延長異丙腎上腺素所致心肌缺氧的存活時間；對抗由垂體后葉素引起的心電圖變化；增加小鼠心肌的營養性血流量．
在體實驗表明：白芍有收縮血管和增加外周阻力的作用，白芍總甙可使兔舒張壓升高，dp/dtmax 增加，心率減慢，酚妥拉明對其升壓無阻斷作用，還有增強 NA 升壓作用，增強心音強度的作用．然而，白芍總甙對離體兔耳血管，則能使其擴張，使每分鐘內的滴數和容量（ml）均增加；對離體兔主動脈條無明顯作用，但能顯著增加NA對兔主動脈條的收縮作用．
3．解痙作用芍藥甙有較好的解痙作用，其解痙作用是它直接作用于腸管平滑肌的結果．芍藥甙及芍藥的浸出液對豚鼠離體小腸均有抑制自發收縮，降低緊張性的作用，對乙酰膽堿引起的腸管收縮無明顯作用，但可抑制氯化鋇引起的腸管收縮．通過對芍藥甘草湯解痙作用的研究，有人認為，白芍抑制副交感神經末梢乙酰膽堿的游離，具有突觸前抑制作用．白芍的作用被認為與腺苷樣物質有關，但茶堿不能完全抑制芍藥的作用，因此芍藥的作用除了與腺苷樣物質有關外，尚有其他物質參與．
芍藥的配糖體對小鼠離體子宮運動，低濃度時呈興奮作用，高濃度時則呈抑制作用．芍藥甙對催產素引起的子宮收縮有明顯的抑制作用．
4．對肝臟的保護作用白芍提取物對 D-半乳糖胺所致肝損傷和 SGPT 升高有明顯的對抗作用， 能使 SGPT 降低，并使肝細胞的病變和壞死恢復正常．白芍的乙醇提取物能使黃曲霉素B1引起的大鼠急性肝損傷所表現出來的乳酸脫氫酶及同功酶的總活性升高得以降低．白芍總甙可抑制四氯化碳所致小鼠血漿 GPT 和乳酸脫氫酶升高，并對肝臟組織噬酸性變性、壞死有一定的對抗作用．有人認為，四氯化碳所致的肝損傷是因細胞膜結構發生過氧化作用而破壞，使血中谷丙轉氨酶和乳酸脫氫酶升高，白芍總甙可能對肝細胞損傷具有保護作用，因此可使轉氨酶降低。
5．抗炎作用實驗表明：白芍總甙對大鼠佐劑性關節炎有明顯的防治作用，同時可使大鼠腹腔巨噬細胞產生過多的過氧化氫和白細胞介素-1水平下降，并可使大鼠佐劑性關節炎所致低下的胸腺分裂原反應及脾淋巴細胞產生白細胞介素-2的能力恢復正常．提示白芍總甙對佐劑性關節炎大鼠有抗炎和機能依賴性地免疫調節作用．白芍提取物能顯著抑制大鼠蛋清性急性炎癥水腫，對棉球肉芽腫亦有抑制其增生的作用。
6．對免疫系統的作用研究表明：白芍對巨噬細胞的吞噬功能有增強作用．每天給小鼠飼以50%的白芍水煎劑0.8ml/只，連續5天，小鼠腹腔巨噬細胞的吞噬百分率和吞噬指數均較對照組有明顯提高．每天用白芍總甙40mg/kg給小鼠灌胃，亦能促進其腹腔巨噬細胞的吞噬功能．實驗證明：白芍總甙對腹腔巨噬細胞的吞噬功能具有調節作用；白芍總甙對脂多糖誘導的大鼠腹腔巨噬細胞產生白細胞介素-1具有低濃度促進和高濃度抑制的作用，由于白細胞介素-1在免疫調節及慢性炎癥性疾病的形成中均起重要作用，因此可以認為，白芍總甙調節白細胞介素-1的產生可能是其發揮免疫調節及防治關節炎的機制之一．亦有實驗表明：白芍總甙對大鼠腹腔巨噬細胞產生白三烯B4呈抑制作用， 并有劑量依賴關系，100mg/L的抑制作用與相同劑量的非甾體類抗炎藥氟滅酸相當，但作用較緩慢．其50%抑制率為0.66mg/L；所以，白芍總甙的抗炎和免疫調節作用可能也與其影響白三烯 B4 的產生有關。