Botulinum toxin (BoNT) egy erős neurotoxin, amely által termelt gram-pozitív, spóraképző, anaerob baktérium, Clostridum botulinum. A BoNT 7 ismert immunológiailag különálló szerotípusa létezik: az A, B, C1, D, E, F és G. A Clostridum neurotoxinokat egyetlen inaktív, 150 kDa polipeptidláncként állítják elő, amelyet a szövet proteinázok aktív di-lánc molekulává hasítanak: ∼100 kDa nehéz lánc (H) és ∼50 kDa könnyű lánc (L), amelyet egyetlen diszulfid kötés tart össze. Minden szerotípus bemutatja saját változatos hatásmechanizmusait és hatástartamát. Az egyes BoNT-szerotípusok nehéz láncolata kötődik a specifikus neuronális ecto-akceptorhoz, így a membrán transzlokációja és az endocitózis intracelluláris szinaptikus vezikulákkal történik. A fénylánc a SNAP-25 hasítására hat, ami gátolja a szinaptikus exocitózist, ezért letiltja az idegi átvitelt. A BoNT hatása az acetilkolin botulinum toxin felszabadulásának blokkolására a neuromuszkuláris csomópontban a legjobban érthető, azonban a legtöbb szakértő elismeri, hogy ez a hatás önmagában nem tűnik megfelelőnek a neurotoxin látszólagos fájdalomcsillapító hatásának teljes magyarázatához. Következésképpen, tudományos és klinikai bizonyítékok merültek fel, amelyek arra utalnak, több antinociceptív mechanizmusok botulinum toxinok a különböző fájdalmas rendellenességek, beleértve: krónikus mozgásszervi, neurológiai, kismedencei, perineális, osteoarticularis, és néhány fejfájás feltételek.