Pour être absorbées par le tube digestif, les graisses contenues dans l'alimentation doivent être dénaturées par des enzymes appelées lipases. Le Xénical agit en inhibant partiellement (supprimant) l'action de ces enzymes. Les graisses ne sont donc pas absorbées et sont excrétées dans les selles sans être digérées.

Aux posologies habituelles, lorsque l'alimentation contient environ 30% des calories sous forme de lipides, il entraîne une excrétion fécale d'environ 20 g de graisses non digérées par jour.

Des études menées chez des volontaires sains et obèses ont montré que l'absorption de l'orlistat est très faible. Selon les données recueillies chez l'animal, il semble que le métabolisme de l'orlistat ait lieu principalement dans la paroi gastro-intestinale. Les études chez des sujets de poids normal et obèses ont montré que l'excrétion fécale du médicament non absorbé est la principale voie d'élimination. Environ 97% de la dose administrée est excrété dans les selles, dont 83% sous forme inchangée.