Metabolizam aspirina se donekle razlikuje kod pojedinaca zbog jednog ili više čimbenika koji mogu odgoditi apsorpciju ili smanjiti učinkovitost. Aspirin se sastoji od acetilsalicilne kiseline (ASA) i male količine estera i etera, koji su sekundarni metaboliti koji pomažu u apsorpciji u tjelesnim tkivima i organima. Učinkovitost aspirina varira ovisno o dozi te prema općem zdravstvenom stanju i povijesti bolesti pacijenta. Na primjer, visok kolesterol u starijih pacijenata donekle ograničava učinkovitost aspirina.
Da bi aspirin bio najučinkovitiji, sadržaj želuca treba biti između 2.15 i 4.10 pH kiselosti. Nakon oralnog uzimanja aspirina, počinje se otapati kako ulazi u želučane tekućine. Ciklus poluživota za metabolizam aspirina počinje u želucu otprilike 10 minuta nakon uzimanja. Do 25 minuta, razina aspirina u krvi u krvotoku će pasti na 50% razine koju postiže kada metabolizam započne. U tih 15 minuta, aspirin će proći do tankog crijeva radi ubrzane apsorpcije krvi i distribucije kroz tjelesna tkiva i organe kako bi započeo svoj rad.
Pred kraj svog vremena u želucu, ASA se pretvara u salicilnu kiselinu zbog interakcije između želučane sluznice i enzima zvanog aspirin esteraza (AE). U nekim studijama je otkriveno da na aktivnost AE esteraze utječu više od normalne razine glukoze i masnih kiselina u krvotoku tijekom metabolizma aspirina. Metabolizam aspirina u tankom crijevu ubrzava se kako bi se distribuirao u organe i tkiva u cijelom tijelu; međutim, čini se da je jetra primarni fokus za daljnju metabolizam. Do 80% metabolizma aspirina odvija se u jetri, gdje prolazi brze kemijske promjene u kombinaciji s jetrenim kiselinama i hepatocitima. Aspirin počinje ometati prostaglandine u cijelom tijelu kako bi smanjio osjetljivost na bol i smanjio ljepljivost krvnih pločica koja bi mogla dovesti do ugrušaka.
Nakon što je metabolizam aspirina gotov, distribucija salicilne kiseline prelazi iz krvne plazme u tekućine u cijelom tijelu. Neki putuju da se pomiješaju sa sinovijalnom tekućinom, koja ublažava hrskavicu i kosti u zglobovima. Na zglobovima, aspirin cilja prostaglandine kako bi smanjio upale i bol. Također se može naći u slini i spinalnim tekućinama, kao iu glavnim organima bubrega, pluća i srca. Budući da aspirin lako prolazi placentnu barijeru i može se naći u majčinom mlijeku, trudnice i dojilje trebale bi se obratiti zdravstvenom stručnjaku prije uzimanja aspirina.
Aspirinu je potrebno do 48 sati da se potpuno izluči iz tijela putem bubrega. Brzina izlučivanja uvelike varira zbog različitih pH razina u cijelom tijelu. Zdravstvena stanja kao što su dijabetes, čir na želucu i visoka razina kolesterola ometaju ili odgađaju učinkovitost aspirina kod ljudi svih dobnih skupina. Starije osobe, osobito slabe i oni koji su imali prethodne srčane događaje, također će vidjeti veliku varijabilnost u metaboličkim stopama, učinkovitosti i stopama izlučivanja.