Tiazydowe leki moczopędne są pochodnymi sulfonamidów, które w swojej strukturze molekularnej zawierają układ pierścieniowy benzotiadiazyny. W oparciu o tę strukturę diuretyki tiazydowe można podzielić na dwie grupy: diuretyki tiazydowe i diuretyki tiazydowe. Tiazydowe leki moczopędne, w tym hydrochlorotiazyd i chlorotiazyd, składają się ze szkieletu benzotiadiazynowego z przyłączoną grupą sulfonamidową. Diuretyki tiazydopodobne, takie jak chlortalidon i indapamid, nie mają pierścienia tiazydowego, ale wykazują podobne właściwości farmakologiczne do diuretyków tiazydowych. Podstawowy mechanizm działania tiazydowych leków moczopędnych polega na hamowaniu symportera chlorku sodu na błonie światła komórek nabłonkowych wyściełających kanaliki dystalne w nefronie. Ta interakcja zapobiega transportowi jonów sodu i chloru przez błonę komórkową, zmniejszając ich ponowne wchłanianie do krwioobiegu. Jony w świetle przyciągają więcej wody, powodując diurezę i zwiększone wydalanie moczu. Zwiększone wydalanie moczu zmniejsza objętość krwi, zmniejszając pojemność minutową serca i obniżając ciśnienie krwi. Dodatkowo tiazydy pośrednio zmniejszają napływ wapnia do komórek mięśni gładkich naczyń, sprzyjając rozluźnieniu mięśni i zmniejszając opór obwodowy, co dodatkowo obniża ciśnienie krwi. Aby osiągnąć znaczące działanie moczopędne, tiazydowe leki moczopędne muszą zostać wydalone do światła kanalików. Jednakże ich skuteczność jest zmniejszona u pacjentów z zaburzeniami czynności nerek, np. u pacjentów ze zmniejszonym współczynnikiem filtracji kłębuszkowej i upośledzonym wydzielaniem kanalikowym.