Els herbicides actuen interferint amb els processos fisiològics i bioquímics de les males herbes mitjançant substàncies químiques, provocant la seva mort o inhibició del creixement. Els mecanismes d'acció dels herbicides són diversos, entre els quals destaquen principalment els següents:
1. Interferència amb la fotosíntesi: per exemple, els herbicides de triazina bloquegen la cadena de transport d'electrons fotosintètics, provocant la mort de les males herbes perquè no poden sintetitzar energia;
2. Inhibició de la síntesi d'aminoàcids: per exemple, el glifosat inhibeix l'EPSP sintasa, bloquejant la síntesi d'aminoàcids aromàtics;
3. Alteració de la divisió cel·lular: per exemple, els herbicides dinitroanilina inhibeixen la formació de microtúbuls, impedint la divisió cel·lular;
4. Imitar les hormones vegetals: per exemple, la 2,4-D sobreestimula el creixement, donant lloc a males herbes deformades i mortes. La selectivitat dels herbicides depèn de les diferències metabòliques entre cultius i males herbes; Els herbicides no selectius tenen un efecte mortal sobre totes les plantes.
