Herbicidi delujejo tako, da s kemičnimi snovmi posegajo v fiziološke in biokemične procese plevelov, kar povzroči njihovo smrt ali zaviranje rasti. Mehanizmi delovanja herbicidov so različni, v glavnem vključujejo naslednje:
1. motnje fotosinteze: na primer, triazinski herbicidi blokirajo fotosintetično transportno verigo elektronov, zaradi česar pleveli umrejo, ker ne morejo sintetizirati energije;
2. Zaviranje sinteze aminokislin: Na primer, glifosat zavira EPSP sintazo in blokira sintezo aromatskih aminokislin;
3. Motnje delitve celic: na primer, dinitroanilinski herbicidi zavirajo tvorbo mikrotubulov in preprečujejo delitev celic;
4. Posnemanje rastlinskih hormonov: Na primer, 2,4-D prekomerno spodbuja rast, kar vodi do deformiranih in odmrlih plevelov. Selektivnost herbicidov je odvisna od presnovnih razlik med poljščinami in pleveli; neselektivni herbicidi imajo uničevalni učinek na vse rastline.
