Beim Sufentanil handelt es sich um einen synthetischen Fentanylabkömmling, dessen Fettlöslichkeit etwa doppelt so hoch wie die des Fentanyls ist.
Im allgemeinen wird angenommen, daß nichtionisierte, wasserlösliche Bestandteile, als ein Resultat der größeren Fettlöslichkeit, durch eine Lipidzellmembran diffundieren können, aber nicht ihre ionisierten Komponenten.