CBD ออกฤทธิ์ผ่านระบบเอนโดแคนนาบินอยด์ ซึ่งทำงานบนตัวรับที่พบในหลายพื้นที่ของสมองและที่ระดับไขสันหลัง เพื่อหยุดการส่งสัญญาณความเจ็บปวด มีฤทธิ์เป็น 10 เท่าของมอร์ฟีนโดยมีผลกับเซลล์ประสาทความเจ็บปวดบางประเภท และยังช่วยลดความเจ็บปวด โรคข้ออักเสบ เมื่อตอบสนองต่อความเครียด มันสร้างการบรรเทาอาการปวดบริเวณรอบข้างด้วยการกระตุ้นตัวรับ CB1 ย่านศูนย์กลางธุรกิจมีความคล้ายคลึงกับสารเอนโดแคนนาบินอยด์ เช่น อะนันดาไมด์ หรืออะราชิโดนอยล์เอทานอลเอมีน และ 2-อาราชิโดนอยล์กลีเซอรอล ซึ่งจับกับตัวรับ ECS จะเพิ่มระดับของ anandamide ในปริมาณที่สูง ซึ่งช่วยบรรเทาอาการปวดได้