Le modafinil est un promédicament racémique qui est rapidement métabolisé en son principal métabolite actif, l'adrafinil, dans le foie. Le métabolisme de l'adrafinil est catalysé par le CYP2C19, avec des contributions mineures du CYP2B6. Le traitement au modafinil réduit les niveaux d'adrafinil dans le cerveau lorsqu'il est pris avec de la nourriture. Si le modafinil est ingéré à jeun, les concentrations du médicament peuvent être plus élevées que s'il est pris avec de la nourriture.
L'effet sur le cerveau est maintenu pendant plusieurs heures après la prise du médicament. Le modafinil est un antipsychotique atypique et un antidépresseur aux propriétés stimulantes qui peuvent augmenter l'éveil et améliorer l'attention et les capacités cognitives. Le mécanisme d'action du modafinil n'est pas clairement compris, mais on pense qu'il est dû à des effets sérotoninergiques dans le cerveau. Le ou les mécanismes d'action précis du modafinil et d'autres psychostimulants ne sont toujours pas clairs ; on pense que leurs effets cliniques sont médiés par la dopamine du cortex préfrontal. Le modafinil est considéré comme un stimulant non amphétamine. Les stimulants non amphétamines sont considérés comme des médicaments plus sûrs que l'amphétamine en raison de l'absence d'effets cardiaques.
Le modafinil a été approuvé pour une utilisation aux États-Unis en 1998 par la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis en tant qu'aide au traitement de la somnolence diurne excessive associée à la narcolepsie. L'efficacité et l'innocuité du modafinil dans les troubles du sommeil ont été explorées dans des études animales, ainsi que dans des essais contrôlés randomisés chez diverses personnes. L'innocuité et l'efficacité du modafinil n'ont pas été étudiées chez la femme enceinte. À ce stade, le mécanisme exact par lequel le modafinil agit n'est pas connu. L'utilisation de modafinil peut être associée à un risque accru d'effets secondaires tels que des maux de tête, des troubles du sommeil et une sensation d'énergie ou de repos. L'utilisation de modafinil peut également entraîner une transpiration plus fréquente, une sensation d'irritabilité et divers changements d'humeur. L'utilisation de modafinil a été liée au développement du diabète chez les personnes présentant des facteurs de risque, bien que d'autres études n'aient pas trouvé un tel lien.
Le modafinil est un analogue chimique de la phénéthylamine, qui exerce son action en se liant à la catéchol O-méthyltransférase (COMT) et en augmentant la concentration et le renouvellement de la dopamine. Le modafinil modifie le métabolisme de la dopamine en modifiant l'enzyme COMT. Sous sa forme non métabolisée, il se lie au récepteur dopaminergique D2 situé dans l'aire tegmentale ventrale, modulant l'activité dopaminergique. Cela inhibe la voie noradrénergique, ce qui réduit la sécrétion de l'hormone norépinéphrine et par la suite du neurotransmetteur sérotonine. Pendant l'éveil, les transmissions noradrénergiques et sérotoninergiques inhibent la libération de neurotransmetteurs favorisant l'éveil dans le cerveau. Par conséquent, lors de la prise de modafinil, l'éveil est augmenté. Le modafinil augmente également la libération de sérotonine et l'accumulation de monoamines du tronc cérébral favorisant l'éveil (principalement la noradrénaline et la sérotonine).