氢氯噻嗪是一个利尿剂，对身体水和电解质排泄有影响。通过抑制远端小管前端和近端小管对氯化钠的重吸收，从而增加远端小管和集合管的钠、钾交换，它还能抑制磷酸二酯酶活性，减少肾小管对脂肪酸的摄取和线粒体氧耗，从而抑制肾小管对钠、氯的主动重吸收。
通过加大尿对钠、钾、氯、磷、镁等离子的排泄而增加尿量，因此，常用来治疗水肿性的疾病，比如充血性的心力衰竭、肝硬化、腹水、肾病综合征、潴留等，还有中枢性、肾性尿崩症、肾结石。此外，氢氯噻嗪还参与降压，可以单独或者与其他降压药联合应用，主要是用来治疗原发性高血压。