Dokładny mechanizm działania bupropionu pozostaje nadal nieznany, jednakże prawdopodobnie wiąże się on ze słabym selektywnym wychwytem zwrotnym noradrenaliny (NA) i dopaminy (DA) – silniej działa na wychwyt DA niż NA. Ponadto nie wykazuje aktywności serotoninergicznej, działania antyhistaminowego, nie hamuje monoaminooksydazy, nie wpływa na uwalnianie neurotransmiterów, nie wiąże się z postsynaptycznymi receptorami histaminowymi, muskarynowymi, serotoninergicznymi, dopaminergicznymi ani α- i β-adrenergicznymi. W licznych badaniach randomizowanych z placebo i z aktywnym komparatorem wykazano, iż skuteczność bupropionu w leczeniu dużej depresji jest porównywalna ze skutecznością innych leków przeciwdepresyjnych. Skuteczne działanie leku stwierdzono także w leczeniu depresji z dużym nasileniem lęku. Niewiele jest natomiast danych o jego skuteczności w izolowanych zaburzeniach lękowych. Bupropion jest uważany za lek dobrze tolerowany przez pacjentów. Nie powoduje senności, przyrostu masy ciała, korzystnie wpływa na funkcje seksualne. W czasie terapii chorzy najczęściej zgłaszają suchość w jamie ustnej (22%), bóle głowy (20%), nudności (15%), bezsenność (14%) i zaparcia (9%). Ryzyko wystąpienia drgawek podczas przyjmowania bupropionu jest uzależnione od dawki. Przed rozpoczęciem leczenia należy ustalić, czy istnieją inne czynniki zwiększające ryzyko napadu padaczkowego. Bupropion jest istotnie mniej kardiotoksyczny w przypadku przedawkowania w porównaniu z trójpierścieniowymi lekami przeciwdepresyjnymi. U pacjentów chorujących na nadciśnienie tętnicze należy kontrolować wartości RR podczas terapii tym lekiem. Często leczeniu towarzyszy bezsenność związana z supresyjnym działaniem bupropionu na sen REM. Częściej także niż inne leki przeciwdepresyjne wywołuje on odczyny skórne. Bupropion jest stosunkowo bezpiecznym lekiem w przypadku przekroczenia dawek terapeutycznych. Po przedawkowaniu najczęściej obserwuje się tachykardię, wzrost wartości RR, objawy żołądkowo-jelitowe, pobudzenie, drgawki, halucynacje. Nie istnieje antidotum. Najlepsze rezultaty uzyskuje się dzięki zastosowaniu węgla aktywowanego.