主要有镇吐，止泻，抗溃疡，抑制胃运动，强心，升血压，抗休克，改善微循环，提高免疫功能等作用。
1.镇吐
家鸽按1g/100g给予吴茱萸汤灌胃，给药后1小时灌服2%硫酸铜1ml/100g，记录家鸽出现第1次呕吐的时间(呕吐潜伏期)及给硫酸铜后1小时内呕吐的次数，结果显示，本方有显著的止呕作用，其呕吐潜伏期和呕吐频率分别为23.90±4.70分钟和3.5±0.8次/小时，对照组分别为16.60±4.80分钟和6.6±1.1次/小时。正交实验证明，该方止呕作用以吴茱萸最重要，配伍生姜则作用加强，最佳组成为原方四药皆用。
2.止泻
小鼠按20g/kg给吴茱萸汤，1小时后用大黄冷浸液12.5g/kg灌胃，7小时后计动物稀粪点数为2.96±0.55，对照组为4.75±0.64，两组比较有显著差异。吴茱萸汤的温脾止泻作用可能与抑制肠运动，解除肠痉挛，促进肠吸收有关。2.6×1O-2g/ml的吴茱萸汤对兔离体十二指肠自发性活动有明显的抑制，对于氯化乙酰胆碱(5.7×1O-8g/ml)引起的十二指肠痉挛性收缩，吴茱萸汤亦能对抗之，均表现为张力和收缩幅度下降，收缩频率减慢。吴茱萸汤组、阿托品组及生理盐水组小肠推进率分别为26.5±4.7%、37.3±5.3%、65.3±4.8%，提示吴茱萸汤能抑制小肠推进运动;当给予甲基新斯的明后，吴茱萸汤仍然能够降低小肠推进率，吴茱萸汤(30g/kg)组为37.7±3.2%，阿托品(10mg/kg)组为30.5±5.4%，而新斯的明组为68.8±4.1%，生理盐水组与二给药组之间差异均非常显著;给吴茱萸汤前，小鼠对水吸收量(ml)及CI-吸收量(mg/100ml)分别为0.83±0.82、69.21±25.89，给药后分别为1.08±0.12及110.93±199.92，吸收量均明显多于给药前;大鼠给药前水、CI-吸收量为1.19±0.26、71.85±23.84，给药后分别为1.70±0.31、114.08±18.93，比给药前明显增加。
3.抗溃疡
本方对冷水浸渍法所致大鼠应激性胃粘膜出血和溃疡有明显减轻作用，给药组溃疡指数为7.25±1.04，对照组为15.71±1.83。对大鼠幽门结扎性胃溃疡也有较好的防治作用，给药组溃疡指数为14.17±7.68，对照组为39.44±8.25，并能使溃疡大鼠胃液分泌量明显减少，胃液pH值显著提高。本药对正常大鼠胃液的分泌亦有明显的抑制作用，可使胃液的酸度降低。
4.抑制胃运动
吴茱萸汤能明显抑制胃排空，显著提高小鼠胃残留率，按30g/kg口服给药，其胃残留率为34.29±8.87%，对照组为23.6±63.83%。药液浓度在1×10-2g/ml时，能抑制大鼠胃条的自发性活动，使其张力和收缩幅度均下降;对氯化乙酰胆碱和氯化钡引起的胃条痉挛性收缩有明显的对抗作用。可使其张力和收缩幅度下降，频率减少，对肾上腺素引起的胃运动抑制，本方无拮抗作用，反而能增强其抑制。拆方研究表明，本方对胃运动的作用主要来源于吴茱萸。
5.强心
对离体蟾蜍心，吴茱萸汤按0.5×10-3、1×10-3、2×10-3g/ml浓度给药，给药前心输量(d/min)均为72.7±26.1，给药后分别为96.3±34.7、104.5±35.5、110.2±30.4，与给药前比较均有非常显著差异;心肌收缩力(mm)给药前均为4.1±1.4，给药后分别为5.4±t2.2、6.5±t2.7、7.3±3.9，后两浓度的给药前后比较有显著差异;三浓度给药前后心率变化无差异。兔耳缘静脉给吴茱萸汤(0.3g/kg)心肌收缩力(mm)给药前后分别为6.5±1.3、11.7±2.9，差异显著。观察30分钟后，再静脉给2%戊巴比妥钠适量，待心肌收缩力明显减弱后，再给吴茱萸汤，给药前后心肌收缩力(mm)分别为8.5±1.8、12.8±2.9,差异显著。吴茱萸汤强心作用特点：剂量小，作用时间长，无异丙肾上腺素加快心率的作用，故可能无增加心肌氧耗之弊。
6.升血压
从狗股静脉按0.2g/kg给吴茱萸汤，给药前血压13.29±5.71(kPa，Ⅹ±SD，下同)，给药后血压上升，最高峰为24.36±5.60，差值为10.79±1.24。从大鼠右股静脉按l.04g/kg给药吴茱萸汤，给药前血压13.49±1.55(kPa，Ⅹ±SD，下同)，给药后最高峰为21.49±1.97，有显著差异，吴茱萸汤升压作用迅速，有的呈双峰形上升，下降徐缓;有肾上腺素样后降压，但后降压幅度小;升压伴有心率减慢。吴茱萸汤还具有显著的a兴奋作用和较弱而持久的β兴奋作用，为α、β受体混合兴奋剂。
7.抗休克
给晚期失血性休克兔耳缘静脉点滴吴茱萸汤(生理盐水稀释至0.5g/ml)10ml/kg，3小时.6小时的生存率分别为11/11、7/11;对照组(给等量生理盐水)为6/11、1/11。失血后兔尿量明显减少，与对照组比较，吴茱萸汤显著增加尿量，吴茱萸汤组3ml/3小时，生理盐水组为0ml/小时。
8.改善微循环
给乌拉坦麻醉兔耳缘静脉缓推生理盐水0.3ml/kg，5分钟后推注吴茱萸汤0.3g/kg，观察项目及实验结果。给药后1-3分钟微动脉明显收缩，毛细血管网交点数减少;3-5分钟后，微动脉开始恢复并逐渐扩张，毛细血管网交点恢复正常;10分钟后，微动脉扩张更明显，毛细血管数显著增多;30分钟后仍未恢复正常。给药后，微血流速度迅速增快;部分微血流态改善，粒流变成线粒流，线粒流变成线流。有3只兔微血管内原有红细胞聚集，给药后全部得到改善。
9.提高免疫功能
实验证明脾虚者，免疫功能低下，脾虚证小鼠按0.2ml/10g体重给吴茱萸汤(浓度1g/ml)6天，结果胸腺/体重(%)为0.07±0.01，单核巨噬细胞吞噬指数0.05±0.01，两者均明显高于对照组，证实吴茱萸汤能增加胸腺重量，提高单核巨噬细胞系统的吞噬活性。