Cetrorelix là chất đối vận hormone giải phóng hormone hướng hoàng thể (LHRH). LHRH gắn với thụ thể trên màng tế bào tuyến yên. Cetrorelix cạnh tranh với sự gắn LHRH nội sinh trên những thụ thể này. Do cách tác dụng này, cetrorelix kiểm soát sự tiết gonadotropin (LH và FSH).
Cetrorelix tùy thuộc vào liều dùng ức chế sự tiết LH và FSH từ tuyến yên. Khởi phát sự ức chế gần như tức thì và được duy trì bằng cách điều trị liên tục, không có tác dụng kích thích ban đầu.
Ở phụ nữ, cetrorelix làm chậm xuất hiện đỉnh LH và do đó chậm rụng trứng. Ở phụ nữ đang được điều trị kích thích buồng trứng, thời gian tác dụng của cetrorelix phụ thuộc liều dùng. Sau khi dùng đơn liều cetrorelix 3 mg, thời gian tác dụng ít nhất 4 ngày đã được ghi nhận. Vào ngày thứ tư, tác dụng giảm khoảng 70%. Ở liều 0,25 mg mỗi lần tiêm nhắc lại mỗi 24 giờ sẽ duy trì tác dụng của cetrorelix.
Ở động vật cũng như ở người, tác dụng đối vận hormone của cetrorelix được phục hồi hoàn toàn sau khi ngưng điều trị.