A helyi érzéstelenítők az akciós terjedéshez szükséges ionmozgást akadályozzák meg, a gyors, feszültségfüggő nátriumcsatornák blokkolásával. A csatorna két kaput tartalmaz: egy aktivációs (m) és egy inaktivációs (h) kaput. Nyugalomban az inaktivációs kapu nyitva van, de a zárt aktivációs kapu gátolja a nátriumáramlást. Inger hatására az aktivációs kapu gyorsan nyílik, és közben az inaktivációs kapu lassan záródik. A két esemény között folyik a nátriumáramlás. A local anaesteticumok a csatorna inaktivációs kapujának legközelebbi részébe kötődnek (31. ábra). Ez a kötődés nem történik meg nyugalmi állapotban, mert ekkor az affinitás igen kicsi. Inger hatására az aktivációs kapu megnyílik, a receptor affinitása megnő a farmakon iránt, és bekötődik, és inaktív állapotban tartja a csatornát.

32. ábra: http://www.tankonyvtar.hu

Valamennyi helyi érzéstelenítőnek van központi idegrendszeri hatása: tremort, nyugtalanságot, klónusos görcsöket okozhatnak, majd deprimált állapot következik, mérgezésben a halál oka légzésbénulás. A szívhatások a kinidinre emlékeztetnek. A neuromuscularis junkció nátrium csatonáit is képes kis mértékben bénítani, ami miatt az izomkontrakció is gátolt.

Felszívódásuk, penetranciájuk annál jobb, minél vaszkularizáltabb területre kerülnek beadásra. A kifejezett lokális hatás elérése céljából szokták érszűkítőkkel (pl. adrenalin) kombinálni. Az amid származékok a zsírszövetben átmenetileg felhalmozódhatnak, ami csökkenti a vérszintjüket. Az észter származékok felezési ideje olyan rövid, hogy eloszlásuk a szervezetben alig határozható meg. Az észter származékokat a pszeudokolinészteráz bontja, a lebomlásuk igen gyors. A liquorban azonban ez az enzim nincs jelen, ezért spinális anesztézia esetén a hatás addig tart, míg a szer ki nem diffundál a liquorból.

Az amid származékokat a máj mikroszomális enzimrendszere metabolizálja (P₄₅₀), a keletkező metabolitok között enyhe aktivitású antiarrhythmiás és emetikus vegyületek is találunk. Ennek megfelelően az amid származékok toxicitása májbetegeken nagyobb lehet.

A klinikailag használatos helyi érzéstelenítők három szerkezeti részből tevődnek össze:

1) lipofil aromás gyök

2) hidrofil aminocsoport

3) alifás intermedier, a lipofil és hidrofil részek között

Az aromás gyök és az intermedier közötti kötés alapján csoportosítjuk őket észter- és amid-csoportba.

A helyi érzéstelenítők gyenge bázisok, melyek vízoldékony sóit használjuk gyógyszerként. A legtöbb vegyület pH-ja 8-9 közötti, ezért normál szöveti pH mellett a sóikból fel tud szabadulni az aktív farmakon. Ha azonban a lokális pH csökken, csak minimális mennyiségben lesz jelen a nem ionizált forma, így kevés a lipidoldékony, hatását kifejteni tudó vegyület. Ezen oknál fogva a helyi érzéstelenítők gyulladásos szövetekben kevésbé hatékonyak.