(1)對神經系統的作用：纈草有鎮靜作用，能加強大腦皮層的抑制過程，減低反射興奮性，解除平滑肌痙攣。可與溴劑合并用于各種神經興奮狀態、心血管神經官能癥、甲狀腺機能亢進等，對青蛙、小鼠、家兔等均有鎮靜作用;自纈草中分離所得的纈草三酯一組物質對小鼠有安定作用，并有改善其協調動作的能力，對自由活動的貓也顯示某種安定作用，使其興奮、攻擊狀態有所降低，而對外界的反應性則不受影響。纈草本身并不引起動物睡眠，但可增強巴比妥的睡眠作用，抑制動物的一般活動。有入報告其浸劑給小鼠口服或腹腔注射(40毫克/20克體重)，只有一般鎮靜作用，對條件反射僅有非常輕微的影響，故認為是屬于非特異性的。也有人用時值計的方法證明，大鼠腹腔注射纈草提取物可抑制乙醇的作用，而與溴化物、嗎啡、水合氯醛等不同。根的提取物對電刺激中腦網狀結構、中心灰白質所引起的皮層額葉的覺醒波，有提高電刺激閾值的作用。對小鼠的士的寧性驚厥有抑制作用，并可用之作為生物效價的鑒定方法。浸劑或酊劑(蒸去乙醇)對豚鼠皮下注射，能升高體溫，但又能增強安替匹林的解熱作用(可能是纈草對血管運動中樞的抑制)，用柱層析可分出其根中的降溫成分。異纈草酸(α-烯丙基異纈草酸)有鎮痛作用。纈草對神經系統的有效成分并非一種，主要是醚油及生物堿。也有人認為醇提取物最有效，新鮮汁液及揮發油作用較弱。

(2)對循環、呼吸的作用：纈草中某些成分對動物(犬、貓、兔、小鼠)有降低血壓的作用，此作用與其擬副交感樣作用、阻斷頸動脈竇反射及抑制中樞神經系統有關。在離體蛙心上，它能抑制強心甙對蛙心的收縮期作用，但不能拮抗烏頭堿引起的心律不整，適當劑量注入貓或兔的靜脈或直腸，可興奮呼吸，但在水合氯醛深麻醉時，則并無興奮作用，大劑量還可抑制正常動物的呼吸。纈草根提取物與士的寧、苯丙胺等都能興奮人的雙眼拮抗試驗，而巴比妥、安定等則可抑制此試驗。

(3)抗菌作用：從纈草中提出的總生物堿有抗菌作用，特別是對革蘭氏陽性細菌效力較好。從其中分出的兩種生物堿-纈草堿、鬃草寧堿亦有作用，但效力較低。

(4)其他作用：有某些抗利尿作用。浸劑靜脈注射于犬，可加速體內的血凝過程，在體外則無影響。提取物可抑制離體小腸，大劑量則有興奮作用，后者可被阿托品阻斷。對垂體-腎上腺系統無作用。用柱層析法可從根中分出某種解除平滑肌痙攣的成分。對兔的四氯化碳性肝壞死，有一定的保護作用。纈草油之毒性頗低，大鼠口服的半數致死量與耐受量(即每日口服1次共8周，不發生明顯損害，體重增長與對照組無異的量)之比為7.0，遠低于芥子油。