Пирацетам улучшает нейрофизиологические процессы, энергетический обмен в головном мозге и его интегративную деятельность, облегчает процесс обучения, улучшает память и умственную деятельность, повышает устойчивость мозга к повреждающим воздействиям, в частности, к гипоксии.

В условиях стресса он способен сохранять на высоком уровне адекватный потенциал внимания, когнитивных и мнестических функций мозга. В отличие от бензодиазепиновых [[Транквилизаторы и седативные средства в спорте|транквилизаторов]] повышает активную резистентность к стрессорным факторам. Препарат позитивно влияет на поведенческие реакции, физическую выносливость в условиях стресса и обеспечивает сохранение нормальной структуры нейронов коры головного мозга и мозжечка. Пирацетам также устраняет стрессорные нарушения в печени, миокарде, эритроцитах, костной ткани, уменьшает повреждение слизистой оболочки желудка, восстанавливает массу [[Надпочечники|надпочечников]] и увеличивает массу тимуса.