Es difícil establecer el mecanismo de acción común para este grupo, sin embargo todos tienen en común la capacidad de alterar de alguna forma la transmisión sináptica, en lo que respecta puede ser:
-Específica: benzodiacepinas, opiáceos, que actúan como agonistas de receptores específicos.
-Inespecífica o desconocida: el resto de componentes, especialmente los inhalatorios.
Desde hace muchos años se había tratado de establecer un mecanismo de acción un tanto en conjunto, por lo que orientaba a que la estructura orgánica era el receptáculo de moléculas tan variadas que apuntaban a diversos mecanismos de actuación. No obstante lo primeros trabajos en este sentido apuntaban hacia una teoría molecular común.
En específico se pueden mencionar las proteínas las cuales se consideran los receptores esenciales en este sistema, por lo que se estimula que se basan en impedir que los fármacos agonistas o neurotransmisores puedan unirse. Entorpecen entonces al agonista estableciéndose entre ellos una competencia. Prevalecerá el compuesto cuya probabilidad para unirse al receptor sea mayor (bien por su concentración o por su afinidad).
Los canales iónicos por ser los lugares que se han relacionado frecuentemente con el mecanismo de acción de los anestésicos. Estos se clasifican atendiendo al mecanismo de disparo de su apertura según sea la activación de un receptor que forma parte constitutiva del canal(receptor-dependiente) o proceso de cambio en la polaridad dela membrana (voltaje-dependiente). Otros sistemas acoplados son las proteínas G y estimulan o inhiben enzimas como la adenilciclasa o fosfolipasa C originando cambios de concentración intracelular de AMPc o fosfatidilinositol y su papel en el mecanismo de acción de los anestésicos parece menos potente.
Los denominados receptores inotrópicos (que forman parte de la estructura del canal receptor-dependiente) se denominan receptores de clase 1 y están constituidos por 5 subunidades. Controlan la apertura de canales que regulan la corriente de diversos iones. Aunque la mayoría mediatizan excitación, el más importante es el canal de cloro regulado pro el neurotransmisor GABA que controla la mayoría de las sinapsis inhibitorias del SNC. Existe una buena correlación entre la potencia anestésica y capacidad de actuación sobre receptores inotrópicos ya sea impidiendo la acción de acetilcolina o serotonina o. lo qu es mas aceptado, facilitando la acción del GABA y anestésicos lo que ha favorecido que en la actualidad se considere a este neurotransmisor como el más firme mediador del efecto de los anestésicos en el SNC. El análisis conjunto de toda la investigación realizada en las dos últimas décadas apunta hacia el ionoforo GABAA como el hipotético lugar de actuación de los anestésicos. Este canal parecer contener, conjuntamente con el propio receptor GABA, otros receptores o lugares de unión que modulan el funcionamiento del propio receptor GABA potenciando o inhibiendo la apertura del canal Cl al interior neuronal y la consiguiente hiperpolarizacion de la membrana lo que dificulta la posterior despolarización. En el sentido contrario actuaran picrotoxina, pentilenntetrazol o algunos insecticidas que modularan la unión del GABA pero en sentido contrario, favoreciendo el cierre del canal y por lo tanto la despolarización.