甘露醇的作用主要是通过提高血浆胶体渗透压，迅速地将脑组织内的水脱入到血管内，同时通过渗透性的利尿作用，将它排出体外，也就是说能够有效地减轻脑水肿和降低颅内压。除此之外，甘露醇还能抑制脉络膜分泌脑脊液。这样的话，能够减少脑脊液的形成，也能够有效地降低颅内压。
在此基础上，甘露醇在治疗过程中，因为能够将大量的组织内的水通过渗透压机制脱入到血管内，所以，它能够使血黏度迅速下降。还可以使血管收缩，这样的话，也能发挥辅助降低颅内压的作用。所以，甘露醇在临床上的主要应用，是用于脑水肿、降低颅内压，发挥一个脱水、利尿、降颅压的作用。