A duração da anestesia é determinada pelo grau de ligação proteica. Os anestésicos que apresentam grande afinidade ao componente proteico do nervo têm menos probabilidade de se difundirem do local da injeção e serem absorvidos pela circulação sistêmica.

Apesar dessas drogas serem bases fracas, as preparações farmacêuticas (sais de hidrocloreto) são levemente ácidas, com pH variando de 4,5 a 6,0 nos tubetes odontológicos, sendo que esta acidez aumenta a estabilidade das soluções anestésicas. Após absorvidos pela corrente sanguínea, os anestésicos locais são distribuídos para todos os tecidos do corpo, apresentando uma meia-vida que vai de alguns minutos a algumas horas, dependendo da droga empregada. Os órgãos e áreas altamente perfundidos, como o cérebro, fígado, rins, pulmões e baço, apresentam inicialmente menores níveis sanguíneos do anestésico do que aqueles menos perfundidos.

Os anestésicos locais, além de realizarem o bloqueio da condução nervosa, também interferem na função de todos os órgãos nos quais ocorrem condução ou transmissão de impulsos nervosos. Assim sendo, exercem ação sobre o sistema nervoso central (SNC), gânglios autonômicos, função neuromuscular e em todos os tipos de fibras musculares.

Um bom agente anestésico deve apresentar baixa toxicidade sistêmica; não ser irritante aos tecidos e também não causar lesão permanente às estruturas nervosas. O tempo para início da anestesia deve ser o mais curto possível e a duração de ação suficiente para a realização do procedimento cirúrgico, com ação reversível.