乙酰胆碱为胆碱能神经递质，其作用广泛选择性较差，作用于血管时可使血管动、静脉的肌层舒张，大剂量直接作用可以导致其收缩。作用于支气管平滑肌时可以使其收缩，使支气管腺体分泌增加。

作用于胃肠道的平滑肌时，可以促进胃肠的运动，使胃肠括约肌舒张、胃肠分泌增强。作用于膀胱逼尿肌可以使其收缩。而作用于眼部虹膜括约肌和睫状肌时，都可以使其收缩，是用于瞳孔缩小和观看近视等等。