Cara tindakan Thiamethoxam dicapai dengan mengganggu sistem saraf serangga yang disasarkan apabila serangga sama ada menelan atau menyerap racun ke dalam badannya.Serangga yang terdedah kehilangan kawalan badannya dan mengalami gejala seperti kejang dan sawan, lumpuh, dan akhirnya mati.Thiamethoxam berkesan mengawal serangga menghisap dan mengunyah seperti kutu daun, lalat putih, thrips, wereng padi, pepijat padi, kutu putih, kumbang putih, kumbang kentang, kumbang kutu, cacing dawai, kumbang tanah, pelombong daun dan beberapa spesies lepidopterous.