A amoxicilina é bem absorvida, apresentando biodisponibilidade oral de 89%. A administração oral, geralmente no esquema conveniente de dosagem de três vezes ao dia, produz altos níveis séricos, independentemente do horário em que a alimentação é ingerida. Sua absorção oral é de 75% a 90% não sendo afetada pela presença de alimentos.
A amoxicilina proporciona boa penetração nas secreções brônquicas e altas concentrações urinárias de antibiótico não alterado. Não possui alta ligação à proteínas. A amoxicilina espalha-se prontamente na maioria dos tecidos e fluidos corporais, com exceção do cérebro e fluido espinhal. A inflamação geralmente aumenta a permeabilidade das meninges às penicilinas e isto pode aplicar-se à amoxicilina.
É excretada no leite e atravessa a barreira placentária. A amoxicilina é metabolizada em um grau limitado a ácido penicilóico (inativo), que é excretado na urina. A meia-vida de eliminação é de aproximadamente 1 hora nos pacientes normais e de 8 a 16 horas nos pacientes anúricos.
A principal via de eliminação da amoxicilina é através dos rins. Aproximadamente 60% a 70% de amoxicilina são excretados inalterados na urina durante as primeiras 6 horas após administração de uma dose padrão. Também é parcialmente eliminada pela urina como ácido penicilóico inativo, em quantidades equivalentes a 10% a 25% da dose inicial. A amoxicilina é removível por hemodiálise.
O metabolismo da Amoxicilina é hepático, sendo responsável por menos de 30% da biotransformação da maioria das penicilinas.