Studiile farmacologice au arătat că lamotrigina este un blocant al canalelor de sodiu voltaj-dependente și dependent de acțiune. Inhibă reactivarea neuronală persistentă și eliberarea de glutamat (un neurotransmițător care joacă un rol cheie în debutul crizelor epileptice). Este probabil ca acest efect să fie responsabil pentru proprietățile anticonvulsivante ale lamotriginei.