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Topiramat verhindert die Erzeugung von Aktionspotentialen quantitativ. Wenn Neurone einer anhaltenden Depolarisierung ausgesetzt werden, vermindert es die Anzahl Aktionspotentiale und inaktiviert spannungsabhängige Na+-Kanäle.
GABAA-Rezeptoren
Es steigert die GABA-vermittelte Aktivierung an GABAA-Rezeptoren, ohne dabei auf die NMDA-Rezeptoren zu wirken.
Kainat-/AMPA-Rezeptoren
Der Wirkstoff antagonisiert die aktivierende Wirkung von Glutamat an den Kainat- und AMPA-Subtypen der Glutamatrezeptoren.
Carboanhydrase-Hemmer
Ferner ist Topiramat ein schwacher Hemmer der Carboanhydrase-Isoenzyme DA-II und CA-IV. Dieser Effekt gilt aber nicht als wesentliche Komponente der antiepileptischen Wirkung.
Neuroprotektion
Versuche an Nagern mit experimentell induzierter Gehirnischämie und Status epilepticus haben ergeben, dass Topiramat neuroprotektiv wirkt (Kudin 2004a).