Ο μηχανισμός δράσης της θεραπείας με βελόνα νευρικού αποκλεισμού είναι ο ακόλουθος:

(1) Αποκλεισμός οδών πόνου.
(2) Αποκλεισμός του φαύλου κύκλου του πόνου: Κλινικά, έχει παρατηρηθεί ότι ο αναλγητικός χρόνος που δημιουργείται από την εφαρμογή τοπικού αναισθητικού νευρικού αποκλεισμού είναι σημαντικά μεγαλύτερος από τον χρόνο δράσης της αναισθησίας του ίδιου του τοπικού αναισθητικού. Σε ορισμένους ασθενείς, ο πόνος που διαρκεί για αρκετά χρόνια μπορεί να ανακουφιστεί με μια θεραπεία αποκλεισμού νεύρων όταν μια ποικιλία μεθόδων έχουν αποτύχει. Αυτό υποδηλώνει ότι η τοπική αναισθησία δεν είναι ο μόνος μηχανισμός δράσης για τη θεραπεία του πόνου. Αυτό πιστεύεται ότι οφείλεται στη θεραπεία με αποκλεισμό νεύρων που διακόπτει τον φαύλο κύκλο του «πόνους ® μυϊκής έντασης ή σπασμού λείων μυών μικρών αγγείων ® εντατικοποίησης του πόνου».
(3) Βελτιώστε την κυκλοφορία του αίματος: το συμπαθητικό μπλοκ μπορεί να βελτιώσει τη ροή του αίματος στην νευρωμένη περιοχή, βελτιώνοντας έτσι αποτελεσματικά τον πόνο που προκαλείται από κακή περιφερειακή κυκλοφορία του αίματος.
(4) Αντιφλεγμονώδες αποτέλεσμα: Μελέτες έχουν επιβεβαιώσει ότι η θεραπεία με αποκλεισμό νεύρων, ειδικά η θεραπεία αποκλεισμού συμπαθητικών νεύρων, έχει αντιφλεγμονώδη δράση και επομένως παράγει καλό αναλγητικό αποτέλεσμα.