يُعطي دواء الميدازولام مفعوله من خلال تأثيره على مستقبلات من النوّع المناوع الفراغي الخاصة بالبينزوديازيبينيات والموجودة في الجهاز العصبي المركزي، وهي تحديدًا مستقبلات جابا-A، ويبدأ مفعوله خلال 5 دقائق، من الحقن العضلية، عند الأطفال، وخلال عشرة دقائق عند البالغين، وعند استخدامه على شكل حقن وريدية يبدأ مفعوله خلال 3-5 دقائق، وخلال 10-20 دقيقة عند استخدامه فمويًا.