อีเซทิไมบ์ถูกดูดซึมอย่างรวดเร็วที่ลำไสเล็ก โดยภายใน 4-12 ชั่วโมงหลังการรับประทานอีเซทิไมบ์ ขนาด 10 มิลลิกรัมของผู้ใหญ่ในขณะท้องว่าง ระดับสูงสุดเฉลี่ย (Peak plasma concentration; Cmax) ของอิเซทิไมบ์ คือ 3.4-5.5 นาโนกรัมต่อมิลลิลิตร หลังจากอีเซทิไมบ์ถูดดูดซึม จะถูกเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วที่ผนังลำไส้เล็กและตับโดยผ่านปฏิกิริยากลูคูโรนิเดชัน(glucuronidation) ได้สารเมแทบอไลต์คือ SCH 60663 ซึ่งเป็นสารฟีนอลิค กลูคูโรไนด์ (phenolic glucuronide) ที่มีฤทธิ์แรงกว่าอีเซทิไมบ์[1][15] และภายในระยะเวลา 2 ชั่วโมง ระดับอีเซทิไมบ์-กลูคูโรไนด์จะเข้าสู่ระดับสูงสุดในกระแสเลือด (45–71 นาโนกรัมต่อมิลลิลิตร) โดยระดับยาทั้งหมดในเลือดประกอบด้วยอีเซทิไมบ์ 10-20% และอีเซทิไมบ์-กลูคูโรไนด์ 80-90% ซึ่งยาสามารถจับกับพลาสมาโปรตีนในเลือดได้มากกว่า 90% ของระดับยาทั้งหมด[1] อีเซทิไมบ์และอีเซทิไมบ์-กลูคูโรไนด์ถูกกำจัดออกอย่างช้าๆ โดยมีค่าครึ่งชีวิตของการกำจัดยาประมาณ 22ชั่วโมง ทั้งนี้การรับประทานอีเซทิไมบ์พร้อมกับอาหาร ไม่ว่าจะเป็นอาหารที่มีไขมันสูงหรือต่ำ ไม่มีผลต่อระยะเวลาการดูดซึมอีเซทิไมบ์ อย่างไรก็ตาม การรับประทานยาอีเซทิไมบ์ร่วมกับอาหารที่มีไขมันสูงจะเพิ่มระดับยาสูงสุดในกระแสเลือดได้มากถึง 38% ส่วนชีวปริมาณการออกฤทธิ์ที่แท้จริงนั้นไม่ทราบแน่ชัด[1][9]

อีเซทิไมบ์ถูกเปลี่ยนแปลงที่ตับและผนังลำไส้เล็กเป็นหลัก โดยผ่านปฏิกิริยากลูคูโรไนด์ คอนจูเกชั่น (Glucuronide conjugation) จากนั้นจะถูกขับออกทางปัสสาวะและน้ำดีในลำดับถัดมา (10% และ 90% ตามลำดับ)[10] โดยทั้งอีเซทิไมบ์และอีเซทิไมบ์-กลูคูโรไนด์จะถูกกำจัดออกจากกระแสเลือดโดยมีค่าครึ่งชีวิตของการกำจัดยาประมาณ 22 ชั่วโมงสำหรับกรณีที่บริหารยาวันละครั้ง ทั้งนี้อีเซทิไมบ์ไม่มีผลยับยั้งหรือเหนี่ยวนำไอโสเอนไซม์ พี450 (Cytochrome P-450 isoenzymes) จนถึงระดับที่มีนัยสำคัญ ทำให้อีเซทิไมบ์เกิดอันตรกิริยาระหว่างยากับยาอื่นได้น้อย นอกจากนี้แล้ว การใช้อีเซทิไมบ์นั้นยังไม่จำเป็นต้องมีการปรับขนาดยาในผู้ป่วยที่มีการทำงานของไตบกพร่องหรือผู้ที่มีการทำงานของตับบกพร่องเพียงเล็กน้อย (Child-Pugh score 5–6). เนื่องจากในปัจจุบันยังมีข้อมูลไม่เพียงพอเกี่ยวกับการปรับขนาดยาอีเซทิไมบ์ในผู้ป่วยที่มีการทำงานของตับบกพร่องปานกลางถึงรุนแรง (Child-Pugh score 7–15) โดยหากองตามข้อมูลบริษัทผู้ผลิตอีเซทิไมบ์แล้วพบว่าไม่มีความจำเป็นต้องมีการปรับขนาดอีเซทิไมบ์ในกลุ่มผู้ป่วยดังกล่าว ในผู้ป่วยที่มีการทำงานของตับบกพร่องเล็กน้อย, ปานกลาง, หรือรุนแรงนั้น ค่าเฉลี่ยของพื้นที่ใต้กราฟความสัมพันธ์ระหว่างระดับยาในเลือดกับเวลา (AUC) ของอีเซทิไมบ์จะเพิ่มขึ้นประมาณ 1.7, 3-4, 5-6 เท่า ตามลำดับ เมื่อเปรียบเทียบกับผู้ป่วยที่มีการทำงานของตับปกติ [9]