Das Enzym Cyclooxigenase ist für die Bildung von Vorstufen von Prostaglandinen, Prostacyclinen und Thromboxanen verantwortlich, welche als Gewebshormone vielfältige Wirkungen im Körper haben. Die Variante COX-1 ist dabei die physiologisch dauerhaft exprimierte Form, während COX-2 bei Schmerz- und Entzündungszuständen schnell induzierbar ist. Durch COX-1-Aktivität wird die Produktion von Magensäure vermindert sowie eine Vasokonstriktion und vermehrte Thrombozytenaggregation bewirkt. Durch COX-2-Aktivität werden Schmerz, Fieber und Entzündung, Wehentätigkeit, Vasodilatation sowie verminderte Thrombozytenaggregation bewirkt.

Mit nicht-steroidalen Antirheumatika (NSAR) kann die Cyclooxigenase gehemmt werden. Dieses hat folgende Wirkungen:

Analgetisch: Durch schädigende Noxen wird die Phospholipase A₂ aktiviert, welche Arachidonsäure aus Zellmembranen freisetzt. Aus dieser werden durch die Cyclooxigenase u. a. Prostaglandin E₂ und Prostacyclin gebildet, welche Nozizeptoren gegenüber Schmerzmediatoren sensibilisieren. Eine Hemmung der Cyclooxigenase verhindert somit die Sensibilisierung der Nozizeptoren.

Antipyretisch: NSAR hemmen auch die Bildung von Prostaglandin E₂ im Gehirn. Dadurch kann dieses nicht an Rezeptoren im Wärmeregulationszentrum im vorderen Hypothalamus binden und eine Erhöhung des Körpertemperatur-Sollwertes wird verhindert.

Antiphlogistisch: Saure, nicht-steroidale Antirheumatika (NSAR) liegen im Blut zu einem großen Anteil an Plasmaproteine gebunden vor. Da die Kapillaren in geschädigten Geweben leichter permeabel sind, können auch an Plasmaproteine gebundene Arzneistoffe in größeren Mengen dorthin gelangen. Da der pH-Wert in geschädigten Geweben niedriger ist als in gesunden, kommt es zu einer stärkeren Dissoziation saurer Arzneistoffe von den Plasmaproteinen. Der freie Arzneistoff kann nun in die Zellen gelangen, wo weiterhin ein physiologischer pH-Wert herrscht, weshalb er sich dort aufgrund des höheren ionisierten Anteils anreichert. So gelangen NSAR in hohen Konzentrationen in entzündete Gewebe, wo sie die Entzündungsreaktion hemmen.

Piroxicam hemmt sowohl Cyclooxygenase 1 (COX-1) als auch Cyclooxygenase 2 (COX-2) unspezifisch.

Die gewohnheitsmäßige Einnahme von Schmerzmitteln (NSAR) kann Kopfschmerzen verursachen. In der Regel handelt es sich um einen schädlichen Gebrauch ohne Abhängigkeit. Bedeutsam scheint dabei die Grenze von 10-15 Einnahmetagen im Monat zu sein, die nicht überschritten werden sollte. Patienten mit primären Kopfschmerzen wie Migräne oder Spannungskopfschmerz entwickeln am häufigsten durch übermäßigen Gebrauch von Schmerzmitteln einen chronischen Kopfschmerz. Werden Schmerzen wie Rückenschmerzen behandelt, so entwickelt sich in der Regel auch bei Dauereinnahme kein chronischer Kopfschmerz. Die Diagnose wird klinisch gestellt (vgl. Diagnostische Kriterien der Internationalen Kopfschmerzgesellschaft). Als Therapie wird üblicherweise das abrupte Absetzen des Schmerzmittels gewählt, was man in diesem Fall als "Medikamentenpause" bezeichnen kann. Der Ausdruck "Entzug" eignet sich weniger, da eine physische Abhängigkeit hier nicht besteht. In der Regel wird ambulant therapiert, in schweren Fällen ist eine stationäre Aufnahme ratsam. Weitere schwerwiegende Folgen eines übermäßigen Schmerzmittelgebrauchs können (schwere) Magen- oder Nierenschäden sein.

Als Magenschleimhautschutz kann durch den Arzt die zusätzliche Therapie mit Protonenpumpenhemmern wie Omeprazol oder H₂-Antihistaminika wie Famotidin angesetzt werden. Mineralische Antacida sollten nicht eingesetzt werden (auch nicht im Rahmen einer Selbstmedikation), denn diese verschlechtern die Resorption der nichtsteroidalen Antiphlogistika erheblich oder beschleunigen über die Verschiebung des Urin-pHs ins Basische die Ausscheidung der sauren Substanzen über die Nieren.

Trotz alle dem kann es unter dauerhaftem Gebrauch dieser Substanz zu Blutverlusten über den Gastrointestinaltrakt kommen, welche in eine manifeste Anämie münden können. Typische Anzeichen sind zum Beispiel Dunkelfärbung des Stuhls (Teerstuhl), Abgeschlagenheit und blasse Schleimhäute (am besten an den Bindehäuten des Auges zu beurteilen). Bei solchen Symptomen sollte dringend ein Arzt aufgesucht werden.

Es liegen für den Wirkstoff oral, rektal und parenteral applizierbare Arzneiformen vor, wobei die Tageshöchstdosis von 20 mg für alle Anwendungen gilt. Wegen des Nutzen-Risiko-Verhältnisses gilt Piroxicam nur als Mittel der zweiten Wahl.