Модафинил способствует поддержанию состояния бодрости. Точный механизм действия до сих пор неизвестен.
Модафинил проявляет незначительное взаимодействие с рецепторами, отвечающими за регулирование сна/бодрости (например, с аденозином, бензодиазепином, допамином, GABA, гистамином, мелатонином, норепинепфрином, орексином и серотонином). Модафинил не ингибирует действие аденилциклазы, катехол-О-метилтрансферазы, глутамат-декарбоксилазы, МАО-А или B, синтазы оксида азота, фосфодиэстераза II-VI или тирозингидроксилазы.