Плериксафор являє собою похідне біцикламу і є селективним оборотним антагоністом CXCR4 хемокінового рецептора, блокуючи його за рахунок зв’язування з когнатним лігандом, фактором стромальних клітин-1alpha- (SDF-1alpha-), також відомим як CXCL12. Вважається, що індукований плериксафором лейкоцитоз і збільшення кількості циркулюючих гемопоетичних прогеніторних клітин є результатом порушення зв’язку між CXCR4 і його когнатним лігандом, яке призводить до появи в системному кровотоці як зрілих, так і поліпотентних клітин. CD34+ клітини, мобілізовані за допомогою плериксафора, є функціональними і здатними до приживлення, з довгостроковим потенціалом відновлення популяції.