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 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.