露醇為單糖，在體內不被代謝，經腎小球濾過後在腎小管內甚少被重吸收，起到滲透利尿作用。

（1）組織脫水作用。提高血漿滲透壓，導致組織內（包括眼、腦、腦脊液等）水分進入血管內，從而減輕組織水腫，降低眼內壓、顱內壓和腦脊液容量及其壓力。1g甘露醇可產生滲透濃度為5.5mOsm，注射100g甘露醇可使2000ml細胞內水轉移至細胞外，尿鈉排泄50g。

不同濃度甘露醇溶液的滲透濃度如下

甘露醇濃度（%） 滲透濃度（mOsm/L） 甘露醇濃度（%） 滲透濃度（mOsm/L）

5 275 20 1100
10 550 25 1375
15 825
（2）利尿作用。甘露醇的利尿作用機制分兩個方面:

①甘露醇增加血容量，並促進前列腺素 I2分泌，從而擴張腎血管，增加腎血流量包括腎髓質血流量。腎小球入球小動脈擴張，腎小球毛細血管壓升高，皮質腎小球濾過率升高。
②本藥自腎小球濾過後極少（＜10%）由腎小管重吸收，故可提高腎小管內液滲透濃度，減少腎小管對水及Na＋、Cl－、K＋、Ca2＋、Mg2＋和其他溶質的重吸收。過去認為本藥主要作用於近端小管，但經穿刺動物實驗發現，應用大劑量甘露醇后，通過近端小管的水和Na＋僅分別增多10%～20%和4%～5%；而到達遠端小管的水和Na+則分別增加40%和25%,提示亨氏袢重吸收水和Na＋減少在甘露醇利尿作用中占重要地位。此可能是由於腎髓質血流量增加，髓質內尿素和Na＋流失增多，從而破坏了髓質滲透壓梯度差。
由於輸注甘露醇后腎小管液流量增加，當某些藥物和毒物中毒時，這些物質在腎小管內濃度下降，對腎臟毒性減小，而且經腎臟排泄加快。