作为抗癫痫药物，本药作用范围如下 ：简单和复杂的部分性发作，继发全身泛化的部分性发作，全身性强直一阵挛发作以及混合型发作。

临床研究中，癫痫病患者（特别是儿童和青少年）单独服用本药后，有文献阐明其具有精神方面的作用，包括对焦虑和忧郁症状有明确的作用，并能减轻激动性和寻衅行为。关于它对认知和精神运动的影响，一些研究报告其作用是模糊或否定的，这与服用的剂量有关。但另一些研究发现，它在注意力、认知功能以及记忆力方面影响很小。

作为神经科用药，临床上本药对许多神经疾病有效，如防止原发性的三叉神经痛的突发作用。对戒酒综合征，它能使降低了的惊阙阈升高，减轻戒酒综合征症状（如高度兴奋、震颤、异常步态）。治疗尿崩症时，能减低排尿量并改善口渴感。

作为精神科用药，已证明本药对情感障碍具有临床疗效，即无论单独服用本药或与其它精神安定药，抗抑郁药或锂盐合并用药，可治疗躁狂症，防治躁郁症。

本药的作用机理只有部分明确，它可稳定过渡兴奋的神经细胞膜，抑制反复的神经放电，并减少突触对兴奋冲动的传递。一般认为，封闭电压依从性钠离子通道可能是其一个机理，甚至是主要的作用机理。上述作用以及卡马西平抑制儿茶酚胺的积累和谷氨酸的释放可能是由于这一机理引起的。谷氨酸的释放减少和神经膜的稳定可能是其抗癫痫作用的主要机理，卡马西平的抗躁狂作用可能是由于抑制多巴胺和去甲肾上腺素的积累。