Η βουπρενορφίνη είναι ένας μερικός αγωνιστής/ανταγωνιστής των οπιοειδών ο οποίος δεσμεύεται στους μ και κ υποδοχείς οπιοειδών του εγκεφάλου. Η δράση της στη θεραπεία συντήρησης με οπιοειδή αποδίδεται στις ιδιότητες της για βραδεία αποσύνδεση από τους μ υποδοχείς οπιοειδών.
Η βουτορφανόλη είναι ένα συνθετικό αναλγητικό τύπου μορφινάνης. Η βουτορφανόλη σχετίζεται στενότερα δομικά με τη λεβορφανόλη. Η βουτορφανόλη εμφανίζει μερική αγωνιστική και ανταγωνιστική δράση στον υποδοχέα μ-οπιοειδών, καθώς και μερική δραστηριότητα αγωνιστή στον υποδοχέα κ-οπιοειδών. Οι υποδοχείς «κ» ελέγχουν την αναλγησία, την ηρέμηση χωρίς καταστολή του καρδιοπνευμονικού συστήματος και μείωση της θερμοκρασίας του σώματος, ενώ οι υποδοχείς «μ» ελέγχουν την υπερνωτιαία αναλγησία, την ηρέμηση και την καταστολή του καρδιοπνευμονικού συστήματος και τη μείωση της θερμοκρασίας του σώματος.
Η μεθαδόνη είναι δομικά μη σχετική με άλλα οπιοειδή αναλγητικά και υφίσταται ως ρακεμικό μείγμα. Κάθε εναντιομερές έχει χωριστό τρόπο δράσης: το d-ισομερές ανταγωνίζεται με μη συναγωνιστικό τρόπο τον υποδοχέα NMDA και αναστέλλει την επαναπρόσληψη νορεπινεφρίνης, ενώ το l-ισομερές είναι αγωνιστής των μ-υποδοχέων των οπιοειδών. Υπάρχουν δύο υποτύποι, ο μ1 και ο μ2. Η αναλγητική δράση της μεθαδόνης θεωρείται ότι μεσολαβείται από αμφότερους τους υποτύπους μ1 και μ2, ενώ ο υποτύπος μ2 φαίνεται να μεσολαβεί στην αναπνευστική καταστολή και την αναστολή της γαστρεντερικής κινητικότητας. Ο υποτύπος μ1 προκαλεί υπερνωτιαία αναλγησία και οι υποδοχείς μ2 προκαλούν νωτιαία αναλγησία.
Η τραμαδόλη είναι κεντρικά δρων οπιοειδές αναλγητικό. Είναι ένας μη επιλεκτικός καθαρός αγωνιστής των μ, δ και κ οπιοειδών υποδοχέων με μεγαλύτερη χημική συγγένεια με τους μ υποδοχείς. Άλλοι μηχανισμοί που συμβάλλουν στην αναλγητική της δράση είναι η αναστολή της επαναπρόσληψης της νοραδρεναλίνης και η βελτίωση της απελευθέρωσης της σεροτονίνης. Η τραμαδόλη έχει αντιβηχική δράση. Σε αντίθεση με τη μορφίνη, ένα ευρύ φάσμα αναλγητικών δόσεων της τραμαδόλης δεν έχει κατασταλτική δράση στην αναπνευστική λειτουργία.