Levetiracetam là dẫn xuất của pyrrolidon (đồng phân S của alpha-ethyl-2-oxo-1-pyrrolidin acetamid), có cấu trúc hóa học không liên quan đến các thuốc chống động kinh hiện có. Levetiracetam ngăn ngừa cơn động kinh trên phạm vi rộng với mô hình động kinh cục bộ và toàn thể hóa nguyên phát trên động vật mà không ảnh hưởng đến khuynh hướng gây co giật. Chất chuyển hóa chính không có hoạt tính. Ở người, sự tác động trên cả động kinh cục bộ và toàn thể hóa nguyên phát (phóng điện kiểu động kinh/ đáp ứng kịch phát gây ra bởi ánh sáng) đã chứng minh tác dụng dược lý phổ rộng của levetiracetam.