प्रीगैबलिन एक GABAA या GABAB रिसेप्टर एगोनिस्ट नहीं है।
प्रीगैबलिन एक गैबापेंटिनॉइड है और कुछ कैल्शियम चैनलों को बाधित करके कार्य करता है। विशेष रूप से यह कुछ वोल्टेज-निर्भर कैल्शियम चैनलों (VDCCs) की सहायक α2δ सबयूनिट साइट का एक लिगैंड है, और इस प्रकार α2δ सबयूनिट-युक्त VDCCs के अवरोधक के रूप में कार्य करता है। दो ड्रग-बाइंडिंग α2δ सबयूनिट हैं, α2δ-1 और α2δ-2, और प्रीगैबलिन इन दोनों साइटों के लिए समान समानता दिखाता है (और इसलिए उनके बीच चयनात्मकता की कमी है)। प्रीगैबलिन α2δ VDCC सबयूनिट से जुड़ने में चयनात्मक है। इस तथ्य के बावजूद कि प्रीगैबलिन एक GABA एनालॉग है, यह GABA रिसेप्टर्स से बंधता नहीं है, GABA या किसी अन्य GABA रिसेप्टर एगोनिस्ट में परिवर्तित नहीं होता है, और सीधे GABA परिवहन या चयापचय को नियंत्रित नहीं करता है। हालांकि, प्रीगैबलिन को जीएबीए को संश्लेषित करने के लिए जिम्मेदार एंजाइम एल-ग्लूटामिक एसिड डिकार्बोक्सिलेज (जीएडी) की मस्तिष्क अभिव्यक्ति में खुराक पर निर्भर वृद्धि उत्पन्न करने के लिए पाया गया है, और इसलिए मस्तिष्क में जीएबीए के स्तर को बढ़ाकर कुछ अप्रत्यक्ष जीएबीएर्जिक प्रभाव हो सकते हैं। वर्तमान में इस बात का कोई सबूत नहीं है कि प्रीगैबलिन के प्रभाव को α2δ-युक्त वीडीसीसी के निषेध के अलावा किसी अन्य तंत्र द्वारा मध्यस्थ किया जाता है। तदनुसार, प्रीगैबलिन द्वारा α2δ-1-युक्त VDCC का निषेध इसके निरोधी, एनाल्जेसिक और चिंताजनक प्रभावों के लिए जिम्मेदार प्रतीत होता है।
अंतर्जात α-अमीनो एसिड एल-ल्यूसीन और एल-आइसोल्यूसीन, जो रासायनिक संरचना में प्रीगैबलिन और अन्य गैबापेंटिनोइड्स से काफी मिलते-जुलते हैं, गैबापेंटिनोइड्स के समान समानता के साथ α2δ वीडीसीसी सबयूनिट के स्पष्ट लिगैंड हैं (उदाहरण के लिए, एल के लिए IC50 = 71 एनएम) आइसोल्यूसिन), और मानव मस्तिष्कमेरु द्रव में माइक्रोमोलर सांद्रता में मौजूद होते हैं (उदाहरण के लिए, एल-ल्यूसीन के लिए 12.9 μM, L-आइसोल्यूसीन के लिए 4.8 μM)। यह सिद्धांत दिया गया है कि वे सबयूनिट के अंतर्जात लिगैंड हो सकते हैं और वे गैबापेंटिनोइड्स के प्रभावों को प्रतिस्पर्धात्मक रूप से प्रतिकूल कर सकते हैं। तदनुसार, जबकि प्रीगैबलिन और गैबापेंटिन जैसे गैबापेंटिनोइड्स में α2δ सबयूनिट के लिए नैनोमोलर समानताएं होती हैं, विवो में उनकी क्षमताएं कम माइक्रोमोलर रेंज में होती हैं, और अंतर्जात एल-अमीनो एसिड द्वारा बंधन के लिए प्रतिस्पर्धा को इस विसंगति के लिए जिम्मेदार माना जाता है।

एक अध्ययन में प्रीगैबलिन में α2δ सबयूनिट-युक्त वीडीसीसी के लिए गैबापेंटिन की तुलना में 6 गुना अधिक समानता पाई गई। हालाँकि, एक अन्य अध्ययन में पाया गया कि प्रीगैबलिन और गैबापेंटिन में मानव पुनः संयोजक α2δ-1 सबयूनिट (क्रमशः Ki = 32 nM और 40 nM) के लिए समान समानताएँ थीं। किसी भी मामले में, प्रीगैबलिन एक एनाल्जेसिक के रूप में गैबापेंटिन की तुलना में 2 से 4 गुना अधिक शक्तिशाली है और, जानवरों में, एक एंटीकॉन्वेलसेंट के रूप में गैबापेंटिन की तुलना में 3 से 10 गुना अधिक शक्तिशाली प्रतीत होता है।