Il meccanismo con cui il felbamato esercità la sua attività anticonvulsivante è sconosciuto; in vitro si è visto che è un antagonista del complesso ionoforico del recettore NMDA (N-metil-D-aspartato) sul sito della glicina stricnina insensibile. Questo antagonismo blocca l'effetto eccitatorio dell'aminoacido con effetto anticonvulsivante. Sull'animale si è visto che il felbamato incrementa il livello della soglia convulsivante e decrementa le crisi epilettiche.