La conversión del THCA en THC in vivo parece ser muy limitada, lo que le confiere una eficacia muy ligera como profármaco del THC. En los ensayos de unión a receptores es promiscuo; hay documentos que muestran que es un inhibidor de PC-PLC, COX-1, COX-2, TRPM8, TRPV1, FAAH, NAAA, MGL y DGLα, y un inhibidor del transporte de anandamida, así como un agonista de TRPA1 y TRPV2. Muchos reactivos de THCA utilizados en experimentos bioquímicos están contaminados con THC debido a la inestabilidad del THCA.
Un estudio descubrió que el THCA y los extractos de Cannabis sativa sin calentar ejercen un efecto inmunomodulador, no mediado por las vías acopladas a los receptores cannabinoides CB1 y CB2 como el THC. El THCA fue capaz de inhibir los niveles del factor de necrosis tumoral alfa (TNF-alfa) en los macrófagos U937 y en los macrófagos de la sangre periférica, una inhibición que persistió durante un periodo de tiempo más largo, mientras que tras un tiempo de exposición prolongado el THC y el extracto calentado tienden a inducir el nivel de TNF-alfa. El THCA y el THC muestran efectos distintos sobre la actividad de la fosfolipasa C específica de la fosfatidilcolina (PC-PLC), ya que el THCA y los extractos no calentados inhiben la actividad de la PC-PLC de forma dependiente de la dosis, pero el THC sólo induce la actividad de la PC-PLC a altas concentraciones, lo que sugiere que el THCA y el THC ejercen sus efectos inmunomoduladores a través de diferentes vías metabólicas.
Se estudió la actividad antiinflamatoria de los extractos de C. sativa en tres líneas de células epiteliales y en el tejido del colon en un modelo de enfermedades inflamatorias del intestino (EII), donde las flores de C. sativa se extrajeron con etanol, se encontró que la actividad antiinflamatoria de los extractos de Cannabis deriva del THCA presente en la fracción 7 (F7) del extracto. Sin embargo, todas las fracciones de C. sativa en una determinada combinación de concentraciones muestran un aumento significativo de la actividad citotóxica y suprimen la expresión de los genes COX-2 y MMP9 tanto en el cultivo celular como en el tejido del colon, lo que sugiere que la actividad antiinflamatoria de los extractos de Cannabis sobre las células epiteliales del colon deriva de una fracción del extracto que contiene THCA, y está mediada, al menos parcialmente, a través del receptor GPR55. La actividad citotóxica del extracto de C. sativa aumentó al combinar todas las fracciones en una determinada combinación de concentraciones y se vio parcialmente afectada por un antagonista del receptor CB2 que aumentó la proliferación celular. Se sugiere que en un tratamiento no psicoactivo para la EII se utilice el THCA en lugar del CBD.
El THCA se une y activa el PPARγ con mayor potencia que sus productos descarboxilados.
El THCA muestra un metabolismo similar al del THC en humanos, produciendo 11-OH-THCA y 11-nor-9-carboxi-THCA. Aunque se suponía que la descarboxilación del THCA a THC era completa, lo que significa que no debería detectarse THCA en la orina y el suero sanguíneo de los consumidores de cannabis, se encuentra en las muestras de orina y suero sanguíneo recogidas en los controles policiales de los conductores, sospechosos de conducir bajo la influencia de las drogas (DUID). El THCA se detectó en las muestras de orina y suero sanguíneo de varios consumidores de cannabis en concentraciones de hasta 10,8 ng/ml en orina y 14,8 ng/ml en suero. La concentración de THCA era inferior a la de THC en la mayoría de las muestras de suero, lo que dio lugar a unas relaciones molares de THCA/THC de aproximadamente 5,0-18,6%. Cuando se supuso un tiempo breve entre la última ingesta y la toma de muestras de sangre, la relación molar fue del 18,6% en el suero.