Cơ chế hoạt động của liệu pháp kim phong bế thần kinh như sau:

(1) Chặn đường đau;
(2) Chặn vòng luẩn quẩn của cơn đau: Trên lâm sàng, người ta đã quan sát thấy rằng thời gian giảm đau do áp dụng thuốc tê cục bộ phong bế thần kinh dài hơn đáng kể so với thời gian tác dụng gây mê của chính thuốc gây tê cục bộ; Ở một số bệnh nhân, cơn đau kéo dài vài năm có thể thuyên giảm bằng cách điều trị phong bế dây thần kinh duy nhất khi nhiều phương pháp thất bại. Điều này cho thấy rằng gây tê tại chỗ không phải là cơ chế hoạt động duy nhất để điều trị cơn đau. Điều này được cho là do liệu pháp phong bế thần kinh cắt đứt vòng luẩn quẩn "đau ® căng cơ hoặc co thắt cơ trơn mạch nhỏ ® đau dữ dội".
(3) Cải thiện lưu thông máu: phong bế giao cảm có thể cải thiện lưu lượng máu ở vùng bị bẩm sinh, do đó cải thiện hiệu quả các cơn đau do lưu thông máu ngoại biên kém.
(4) Tác dụng chống viêm: Các nghiên cứu đã khẳng định liệu pháp phong bế thần kinh, đặc biệt là liệu pháp phong bế thần kinh giao cảm, có tác dụng chống viêm, do đó có tác dụng giảm đau tốt.