Сорафениб представляет собой мультикиназный ингибитор, снижающий пролиферацию опухолевых клеток in vitro. Сорафениб ингибирует рост опухоли человеческих опухолевых ксенотрансплантантов у иммуноскомпроментированных мышей путем угнетения ангиогенеза опухолей. Сорафениб ингибирует активность внутриклеточных киназ, имеющихся в опухолевой клетке (CRAF, BRAF, V600E BRAF, c-KIT и FLT-3), и сосудистой системы опухоли (CRAF, VEGFR-2, VEGFR-3 и PDGFR-ß). RAF-киназы являются серин/треониновыми киназами, тогда как c-KIT, FLT-3, VEGFR-2, VEGFR-3 и PDGFR-ß являются рецепторными тирозинкиназами.