El neurotransmisor excitatorio más abundante en el cerebro es el glutamato. Existen tres clases diferentes de receptor glutamatérgico, uno de ellos, llamado receptor AMPA (ácido alfa-amino-3-hidroxi-5-metilisoxasol-4 propiónico) /kainato es antagonizado selectivamente por topiramato. Específicamente, topiramato reduce la corriente ingresante en respuesta al agonista AMPA kainato sobre estos receptores, por ejemplo, en cultivos de neuronas de hipocampo de rata.