Sydämen vajaatoimintaan liittyvät korkeat kiertävät katekoliamiinitasot säätelevät alas sydämen beeta-reseptorit, joilla on voimakkaampi vaikutus beeta-1-reseptoreihin, mikä johtaa heikentyneeseen inotrooppiseen vaikutukseen. Eksogeenisten inotrooppisten aineiden käyttö on siten looginen terapeuttinen lähestymistapa sydämen vajaatoiminnassa. Dobutamiini on synteettinen katekoliamiini, joka vaikuttaa alfa-1-, beeta-1- ja beeta-2-adrenergisiin reseptoreihin. Sydämessä näiden reseptorien stimulaatio tuottaa suhteellisen voimakkaan, additiivisen inotrooppisen vaikutuksen ja suhteellisen heikon kronotrooppisen vaikutuksen. Verisuonistossa alfa-1-agonistiaktiivisuus (vasokonstriktio) tasapainottaa beeta-2-agonistivaikutusta (vasodilataatio). Kliinisessä käytössä dobutamiinin vaikutus alkaa nopeasti ja puoliintumisaika on lyhyt. Se lisää sydänlihaksen supistuvuutta, kun taas sympaattisen sävyn refleksi väheneminen, vasteena aivohalvauksen lisääntymiselle, johtaa kokonaisperifeerisen vastuksen vähenemiseen. Odotetut hemodynaamiset vaikutukset ovat sydämen tuotannon kasvu ja systeemisen verisuoniresistenssin lasku ilman merkittävää muutosta valtimopaineessa tai sykkeessä. Sydänlihaksen toimintahäiriöstä johtuvassa akuutissa sydämen vajaatoimintatilassa, jossa on kohonnut jälkipainepaine, dobutamiinihoito säilyy nykyään vertailukohtana.