Tecidos infectados tendem a ser um meio mais ácido que o habitual. Como há redução no pH local, há menor fração não-ionizada de anestésico local e por isso o efeito será mais lento e reduzido.

Características físico-químicas como a estrutura do anel aromático e o comprimento da cadeia de hidrocarbonetos determinam a lipossolubilidade do anestésico local, relacionada com sua potência. Drogas lipossolúveis penetram mais facilmente a membrana celular para exercer seu efeito.

A duração da ação do anestésico local está relacionada à sua estrutura molecular, principalmente ao comprimento da cadeia intermediária que liga o anel aromático ao grupo amina, e ao grau de ligação proteica da droga. Quanto menor a ligação proteica, maior o tempo de duração do anestésico.

O pKa dos anestésicos locais determina a quantidade de droga existente na forma ionizada em um determinado pH. A porção não-ionizada atravessa a membrana mais facilmente que a ionizada. Assim, a droga com maior fração não-ionizada em pH fisiológico alcança seu sítio efetor de forma mais rápida.

O tempo de duração dos efeitos colaterais da droga está relacionado ao grau de ligação proteica.