Pregabalín er ekki GABAA eða GABAB viðtakaörvi.
Pregabalín er gabapentínóíð og verkar með því að hamla ákveðnum kalsíumgangum.Nánar tiltekið er það bindill á auka α2δ undireiningastað ákveðinna spennuháðra kalsíumganga (VDCCs), og virkar þar með sem hemill á VDCCs sem innihalda α2δ undireiningu.Það eru tvær lyfjabindandi α2δ undireiningar, α2δ-1 og α2δ-2, og pregabalín sýnir svipaða sækni í (og þar af leiðandi skort á sértækni milli) þessara tveggja staða.Pregabalín er sértækt í bindingu sinni við α2δ VDCC undireininguna.Þrátt fyrir þá staðreynd að pregabalín sé GABA hliðstæða binst það ekki GABA viðtaka, breytist ekki í GABA eða annan GABA viðtakaörva in vivo og stjórnar ekki beint GABA flutningi eða umbrotum.Hins vegar hefur komið í ljós að pregabalín framkallar skammtaháða aukningu á tjáningu heilans á L-glútamínsýrudekarboxýlasa (GAD), ensíminu sem er ábyrgt fyrir myndun GABA, og getur þess vegna haft óbein GABAergic áhrif með því að auka GABA gildi í heilanum.Sem stendur eru engar vísbendingar um að áhrif pregabalíns sé miðlað af öðrum aðferðum en hömlun á VDCC sem innihalda α2δ.Í samræmi við það virðist hömlun pregabalíns á VDCC sem innihalda α2δ-1 vera ábyrg fyrir krampastillandi, verkjastillandi og kvíðastillandi áhrifum þess.
Innrænu α-amínósýrurnar L-leucín og L-ísóleucín, sem líkjast mjög pregabalíni og hinum gabapentínóíðunum í efnafræðilegri uppbyggingu, eru augljós bindlar α2δ VDCC undireiningarinnar með svipaða sækni og gabapentínóíðan (td IC50 = 71 nM fyrir L- ísóleucín), og eru til staðar í heila- og mænuvökva manna í míkrómólstyrk (td 12,9 μM fyrir L-leucine, 4,8 μM fyrir L-ísóleucín).Kenningar hafa verið settar fram að þeir gætu verið innrænir bindlar undireiningarinnar og að þeir gætu mótvirkt áhrif gabapentínóíða í samkeppni.Í samræmi við það, þó að gabapentínóíð eins og pregabalín og gabapentín hafi nanómólar sækni í α2δ undireininguna, er styrkleiki þeirra in vivo á lágu míkrómólsviði og samkeppni um bindingu innrænna L-amínósýra hefur líklega verið ábyrg fyrir þessu misræmi.

Í einni rannsókn kom í ljós að pregabalín hafði sexfalt meiri sækni en gabapentín í α2δ undireiningar sem innihalda VDCC.Hins vegar leiddi önnur rannsókn í ljós að pregabalín og gabapentín höfðu svipaða sækni í raðbrigða α2δ-1 undireininguna úr mönnum (Ki = 32 nM og 40 nM, í sömu röð).Í öllum tilvikum er pregabalín 2 til 4 sinnum öflugra en gabapentín sem verkjalyf og, hjá dýrum, virðist það vera 3 til 10 sinnum öflugra en gabapentín sem krampastillandi lyf.