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药物对膜通道的作用机制一般分为直接作用和间接作用2 个方面。药物的直接作用主要通过影响膜通道的基本特性、调节通道的激活、干扰通道的失活以及阻塞通道孔道等方式，使通道功能发生障碍。药物对膜通道的间接作用主要指药物不直接作用于通道，而作用于远离通道门控区域的其他位点，或通过第二信使系统的调控发挥作用。
钠通道阻滞药为阻滞钠电导的毒素，包括河鲀毒素（TTX）、蛤蚌毒素（STX）及芋螺毒素（CTX）等。这些毒素直接作用于钠通道蛋白相应的结合位点上，与通道结合牢固，且不影响通道的门控过程。TTX存在于河鲀的睾丸、卵巢、肝、脾、眼球和血液内。STX 由甲藻产生，在吞食甲藻的蛤等贝壳类中的含量很高，因此又称为石房蛤毒素。CTX 是从海洋软体动物（芋螺属 Conus ）的毒液中提取出来的小分子肽类毒素。神经元和骨骼肌的钠通道对TTX 敏感，而心肌对其敏感性低。骨骼肌类钠通道对CTX 的敏感性高，神经元和心肌对其敏感性低。
钙通道阻滞药包含许多化学结构各异的化合物，不同的药物对器官和组织的选择性不同。按药物对钙通道的选择性分为选择性钙通道阻滞药和非选择性钙通道阻滞药。选择性钙通道阻滞药包括维拉帕米、加洛帕米、硝苯地平、尼莫地平、尼群地平、氨氯地平、地尔硫䓬等；非选择性钙通道阻滞药包括氟桂嗪、桂利嗪、普尼拉明、哌克昔林等。按药物的化学结构特点及对心血管作用的药理学特点分为二氢吡啶类、苯烷胺类、苯并噻氮䓬类、氟苯桂嗪类、作用于T 型钙通道的药物类及其他类。
绿曼巴蛇毒素、伊比利亚蝎毒素、蟹蛛毒素可阻滞钾通道的活性。4- 氨基吡啶（4-aminopyridine，4-AP）作为非选择性钾通道阻滞药已应用于实验研究，其主要作用是阻滞外向性K + 流，从而影响细胞的膜电位。Tedisamil（KC8857）抑制心房的瞬时外向钾电流，还有阻滞心室肌I Kr 、K ATP 和蛋白激酶A 激活的氯通道的作用，同时对血管平滑肌钾通道也有抑制作用。胺碘酮（amiodarone）对多种通道有抑制作用，如I Na 、I Ca（L） 、I Kr 、I Ks 、I to 、I KI 等，降低心房、窦房结、浦肯野纤维的自律性和传导性，明显延长动作电位时程和有效不应期。
Heteropodatoxin 特异性地阻滞Kv4.2 通道而不影响Kv1.4 通道。Hanatoxin（HaTx）阻滞Kv4.2 和Kv2.1 通道。HaTx 抑制钾通道机制是通过调节通道的门控。Phrixotoxin-2阻滞Kv4.2 和Kv4.3 通道。
苯吡喃衍生物RP58866 和毛苯吡喃衍生物RP62719 是内向整流钾电流（I KI ）的特异性阻滞药，但RP62179 对瞬时外向钾电流（I to ）、延迟整流钾电流也有一定的抑制作用。四乙胺是最常用的I KI 阻滞药，但它也抑制I K 。普罗帕酮（propafenone）阻滞钠通道的作用明显，也可非选择性地抑制I KI ，降低Kir2.1 电流呈时间依赖性和电压依赖性，普罗帕酮抑制I KI 的作用位点在细胞内侧。
目前尚无高亲和力的CLC 家族氯通道阻滞药，Cd 2+ 和Zn 2+ 为CLC-1通道阻滞药，DIDS（4，4'-diisothiocyanostilbene-2，2'-disulfonic acid）为CLC-2 通道阻滞药，他莫昔芬为CLC-3 通道阻滞药。
CFTR通道抑制剂包括DPC、NPPB、DIDS、SITS、磺酰脲类和磺胺嘧啶磺酰脲类药物。CFTR inh -172、GlyH-101 和PPQ-102 是目前新发现的CFTR 抑制剂小分子化合物。氟尼酸、DIDS、SITS、NPPB、9-AC、NPA 和咪拉地尔均为钙激活氯通道阻滞药。抗疟药甲氟喹、抗抑郁药氟西汀也是有效的钙激活氯通道阻滞药。
重金属Hg 2+ 、Au 3+ 和Ag + 是多数水通道蛋白的强效抑制剂。
尿素通道抑制剂包括UT-B 特异性抑制剂triazolothienopyrimidine、phenylsulfoxyoxazole、benzenesulfonanilide、phthalazinamine 和aminobenzimidazole，UT-A 特异性抑制剂arylthiazole、γ-sultambenzosulfonamide、aminocarbonitrile butene 和4-isoxazolamide，以及UT-B 与UT-A 的共同特异性抑制剂噻吩并喹啉。噻吩并喹啉在体内通过阻断肾内的尿素循环产生利尿作用。
海螺毒素是海螺捕食时所使用的一组毒素，受其影响的离子通道包括钠、钾、钙等通道，甚至还包括盐碱乙酰胆碱受体。
蟾毒素（batrachotoxin，BTX）、木藜芦毒素（grayanotoxin，GTX）和乌头碱（aconitine）可持续激活钠通道，在静息电位时就使通道处于激活态，引起钠通道持久激活，这类物质称为钠通道激活剂。北非蝎α-毒素（North African scorpion α-toxin）、海洋海葵毒素（seaanemone toxin，ATX）分别是从北非蝎和海葵中分离出来的碱性水溶性多肽毒素，其受体部位在通道外侧，使钠通道缓慢失活，并增强其持续激活，这类物质被称为钠通道失活态阻滞药。北非蝎β-毒素作用于通道外侧，不影响失活过程，使激活曲线向负电压方向移动，通道容易激活。短裸甲藻毒素（brevetoxin，PbTx）和雪卡毒素（ciguatoxin，CTX）使钠通道反复激活，持久活化，电压依赖性激活移向更负的电位。
钙通道激动剂是一类引起心肌和血管平滑肌收缩，促进神经递质和激素分泌的化学物质。大多数激动剂主要作为研究的工具药使用。二氢吡啶类药物的化学结构与硝苯地平相似，但作用和硝苯地平相反。代表性药是Bay K8644，其主要作用于二氢吡啶类敏感的钙通道。Bay K8644 与通道的激活态结合，使通道蛋白发生构象变化，延长通道的开放时间，增加Ca 2+ 内流。Maitotoxin（MTX）是从热带鱼中提取的化学物质，有强心、收缩血管平滑肌和促进神经递质释放等作用，可迅速增加Ca 2+ 内流。NA 可增加去极化时钙通道开放的数量。
钾通道开放药（potassium channel openers，PCOs）是选择性作用于钾通道，增强细胞膜对K + 的通透性，促进K + 外流的药物。钾通道开放药包括苯并吡咯类（benzopyrans），如克罗卡林（cromakalim）和吡马卡林（bimakalim）；氰胍类（cyanoguanidines），如吡那地尔（pinacidil）、P-1075d；吡啶类，如尼可地尔（nicorandil）；嘧啶类，如米诺地尔（minoxidil）；苯并噻二嗪类，如二氮嗪；硫代甲酰胺类，如RP25891。作用机制主要是激活血管平滑肌细胞膜上的K ATP 通道，使钾通道开放，K + 外流导致膜超极化，降低电压依赖性钙通道的活性，尤其使二氢吡啶不敏感的钙通道（T 型和N 型）失活，使胞质内的［Ca 2+ ］ i 降低，血管平滑肌松弛，血管扩张，血压下降。
目前发现的CFTR 激动剂主要为嘌呤碱基和黄酮类化合物，尤其黄酮类化合物金雀异黄素是常用的CFTR 激动剂。