A ação inseticida do DDT é explicada por quatro mecanismos que, possivelmente, ocorrem simultaneamente. Na membrana nervosa, o DDT altera a permeabilidade dos iões potássio, reduzindo o seu transporte através da membrana. Apresenta, também, capacidade de se ligar aos canais de sódio, mantendo-os abertos. Desta forma, prolongam o influxo do sódio, o potencial de acção é prolongado, causando hiperexcitabilidade da membrana nervosa. O DDT também inibe as ATPases neuronais, nomeadamente Na⁺, K⁺-ATPase e Ca²⁺-ATPase, importantes na repolarização neuronal. Tem também a função de inibir a capacidade da calmodulina (mediador do cálcio nos nervos) em transportar o cálcio essencial à libertação intraneuronal dos neurotransmissores.  Como consequência destes quatro mecanismos, a função neuronal do inseto torna-se descontrolada, levando à sua morte.

 

Este inseticida é muito potente devido à sua especificidade, ou seja, liga-se aos canais iónicos dos insectos, mas não aos canais de outros animais – plantas, fungos, bactérias. Assim sendo é muito eficaz contra a malária e outras doenças causadas por insetos. 

 

Os insetos são mais sensíveis que os mamíferos ao DDT por duas razões principais. Primeiro porque os nervos dos insetos são mais suscetíveis; em segundo porque os mamíferos têm sistemas de destoxificação melhor desenvolvidos que os insetos e, portanto, a remoção é mais eficiente.​