थियामेथोक्सम की क्रिया लक्षित कीट के तंत्रिका तंत्र को बाधित करके प्राप्त की जाती है जब कीट या तो जहर को अपने शरीर में निगल लेता है या अवशोषित कर लेता है।एक उजागर कीट अपने शरीर पर नियंत्रण खो देता है और मरोड़ और ऐंठन, पक्षाघात और अंततः मृत्यु जैसे लक्षणों से पीड़ित होता है।थियामेथोक्सम चूसने और चबाने वाले कीटों जैसे एफिड्स, व्हाइटफ्लाई, थ्रिप्स, राइसहॉपर्स, राइसबग्स, माइलबग्स, व्हाइट ग्रब्स, आलू बीटल्स, पिस्सू बीटल्स, वायरवर्म, ग्राउंड बीटल्स, लीफ माइनर्स और कुछ लेपिडोप्टेरस प्रजातियों को प्रभावी ढंग से नियंत्रित करता है।