Karbuteroli on β-adrenerginen bronkodilataattori, joka on selektiivinen keuhkoputken sileille lihaksille suhteessa useiden lajien, kuten ihmisen, sydän-ja verisuonikudoksiin. Nykyiset tutkimukset tehtiin sen adrenergisen Profiilin tarkentamiseksi. In vitro-tutkimukset osoittivat, että karbuteroli oli suoravaikutteinen β-adrenerginen agonisti, joka ei riipu endogeenisesta katekoliamiinin vapautumisesta eikä sillä ollut α-adrenergista agonistivaikutusta. Rasemaatin aktiivisuuden osoitettiin olevan pääasiassa l-enantiomeerissä. Karbuteroli esti immunologisesti indusoitua histamiinin ja hitaasti reagoivan anafylaksian vapautumista passiivisesti herkistyneestä pirstaleisesta reesusapinan keuhkosta ja esti myös passiivista ihon anafylaksiaa rotilla. Karbuterolin suhteellisen heikko piristävä vaikutus sekä supistumisnopeutta että-voimaa välittäviin β1-reseptoreihin vahvistettiin nukutetuilla avorintaisilla koirilla. Nukutetussa kissassa karbuteroli oli isoproterolia huomattavasti heikompaa diastolisen verenpaineen laskemisessa, sykkeen nostamisessa ja soleus-lihaksen epätäydellisen tetaanisen supistumisen jännityksen ja fusionisuuden vähentämisessä.