Les enképhalines agissent en se liant aux récepteurs opioïdes dans le cerveau et la moelle épinière. Il existe principalement deux types de récepteurs auxquels les enképhalines se lient : les récepteurs μ-opioïdes et les récepteurs δ-opioïdes. L'activation de ces récepteurs par les enképhalines entraîne une diminution de la transmission de la douleur le long des voies nerveuses et une régulation de l'humeur. En plus de leurs effets analgésiques, les enképhalines jouent un rôle dans la régulation du système nerveux autonome, la modulation de la motricité intestinale et la régulation du comportement alimentaire et de la récompense.

Les enképhalines sont synthétisées dans le cerveau et d'autres tissus nerveux à partir de précurseurs protéiques et sont libérées dans le système nerveux en réponse à divers stimuli, y compris la douleur.