瑞芬太尼為芬太尼類μ型阿片受體激動劑，在人體內1分鐘左右迅速達到血-腦平衡，在組織和血液中被迅速水解，故起效快，維持時間短，與其它芬太尼類似物明顯不同。瑞芬太尼的鎮痛作用及其副作用呈劑量依賴性，與催眠藥、吸入性麻醉藥和苯二氮卓類藥物合用有協同作用。瑞芬太尼的μ型阿片受體激動作用可被納洛酮所拮抗。另外瑞芬太尼也可引起呼吸抑制、骨骼肌（如胸壁肌）強直、惡心嘔吐、低血壓和心動過緩等，在一定劑量范圍內，隨劑量增加而作用加強。鹽酸瑞芬太尼劑量高達30μg/kg靜脈注射（1分鐘內注射完畢）不會引起血漿組胺濃度的升高。