左乙拉西坦是一種吡咯烷酮衍生物,抗癲癇作用的確切機制尚不清楚,本藥對毛果蕓香堿和紅藻氨酸誘導的局灶性發作繼發的全身性發作有保作用,左乙拉西坦對復雜部分性發作點燃模型的點燃過程和點燃狀態均具有抑制作用,但這些動物模型對人體特定類型癲癇的預測價值尚不明確。
體內試驗顯示左乙拉西坦抑制海馬癲癇樣突發放電,對正常神經元興奮性無影響,提示左乙拉西坦可能選擇性的抑制癲癇樣突發放電的超同步性和癲癇發作的傳播,體外實驗顯示,左乙拉西坦對神經源電壓門控的鈉離子通道和t型鈣電流無影響,在大鼠腦組織中發現了左乙拉西坦的可飽和的和立體選擇性的神經元結合位點,但該位點鑒定和功能目前尚不明確。