Methylnaltrexone liên kết với các thụ thể tương tự như thuốc giảm đau opioid như morphin, nhưng nó hoạt động như một chất đối kháng, ngăn chặn tác dụng của các thuốc giảm đau, đặc biệt là tác dụng gây táo bón trên đường tiêu hóa. Hơn nữa, vì methylnaltrexone không thể vượt qua hàng rào máu não, nó không đảo ngược các đặc tính giảm đau của thuốc chủ vận opioid hoặc gây ra các triệu chứng cai. Methylnaltrexone không thể xâm nhập vào não chủ yếu vì nó mang điện tích dương trên nguyên tử nitơ của nó. Đây là sự khác biệt chính làm cho methylnaltrexone hoạt động khác với naltrexone.[3]