Die Carboanhydrase, die vor allem in Zellen des proximalen Tubulusepithels vorhanden ist, ist verantwortlich für die Exkretion von Wasserstoffionen (H+). Eine Hemmung dieser Exkretion führt zu einer geringeren Wiederaufnahme von Bikarbonat- (HCO3) und Natriumionen (Na+) und somit einer verminderten Wiederaufnahme von Wasser; es wird vermehrt Wasser ausgeschieden. Da dieser Mechanismus aber vor allem im proximalen Tubulus stattfindet, wird im distalen Tubulus das vermehrt anfallende Wasser kompensatorisch vermehrt resorbiert, was die Wirkung der Carboanhydrasehemmer vermindert.
Zusätzlich führt der vermehrte Verlust von Na+ zu vermehrtem Zurückhalten von Cl- und zu vermehrter Ausscheidung von K+. Daraus resultiert eine Hypokaliämie und eine hyperchlorämische metabolische Azidose, was zu erhöhter Verfügbarkeit von H+ in der Niere führt und somit den Effekt der Carboanhydrase drastisch reduziert.