Точный механизм анестезирующего действия этилена до конца не изучен, но считается, что он связан с взаимодействием с рецепторами нейротрансмиттеров в центральной нервной системе. Как и другие ингаляционные анестетики, этилен, вероятно, усиливает ингибирующее действие гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК), нейротрансмиттера, который подавляет активность нейронов, приводя к бессознательному состоянию.