阿托品可竞争性拮抗乙酰胆碱或胆碱能受体激动药对M受体激动作用。阿托品与M胆碱受体结合后，由于其内在活性小，一般不引起激动效应，反而能阻断乙酰胆碱的作用，从而表现为抗胆碱作用。其作用部位主要在副交感神经的节后纤维。对这些纤维所支配的心肌、平滑肌、腺体、眼等组织器官的M受体有较高选择性作用。但对M受体亚型的选样性较低，即对M1、M2和M3，受体均有阻断作用。在很大剂量时，阿托品对N1受体也有一定阻断作用。
(一)腺体阿托品可抑制腺体分泌，其中以唾液腺和汗腺最为敏感。0.5mg阿托品即可明显抑制腺体分泌，表现为口干和皮肤干燥。泪腺和呼吸道腺体分泌也可被抑制。较大剂量时，阿托品尚可减少胃液分泌，但对胃酸分泌影响较小。
(二)眼 阿托品可阻断瞳孔括约肌和睫状肌的M受体，使瞳孔扩大、眼内压升高和调节麻痹。
1.扩瞳 阿托品使瞳孔括约肌松弛，使去甲肾上腺索能神经支配的瞳孔扩大肌功能占优势，引起瞳孔扩大。
2.眼内压升高 瞳孔扩大后，虹膜退向四周外缘，使前房角间隙受压变窄，阻碍房水经前房角而流入巩膜静脉窦，导致眼内压升高。
3.调节麻痹 阿托品使睫状肌松弛而退向外缘后，造成悬韧带拉紧，而使晶状体变平、折光度减低，只能视远物，不能看清近距离东西。这一作用称为调节麻痹。
(三)平滑肌阿托品能松弛多种内脏平滑肌，其对平滑肌的作用常取决于平滑肌的功能状态及平滑肌的种类。当平滑肌处于过度活动或痉挛状态时，阿托品松弛平滑肌作用较显著。在不同平滑肌中，阿托品对胃肠平滑肌痉挛有明显解痉作用，对膀胱逼尿肌亦有松弛作用;但对胆道、输尿管和支气管平滑肌解痉作用较弱。
(四)心脏
1.心率阿托品在治疗剂量(0.4～O.6mg)时，可使一部分病人心率轻度短暂地减慢：此作用是由于阿托品可阻断突触前膜M1受体，使突触中乙酰胆碱对递质释放的抑制作用减弱，即阿托品可阻断突触前膜负反馈调节的M1受体，使内源性乙酰胆碱释放增加，从而导致心率减慢;较大剂量(1～2mg)可阻断窦房结起搏点的M2受体，解除迷走神经对心脏的抑制作用，使心率加快，其加快程度取决于迷走神经张力，在青、壮年中，迷走神经张力较高，因此其加快心率作用较明显。而在老人、儿童，则阿托品加快心率作用不明显。
2.房室传导 迷走神经过度兴奋可引起心率减慢和传导阻滞，阿托品可拮抗迷走神经兴奋，使心率加快及传导加快。
(五)血管与血压治疗量阿托品对血管及血压无显著影响。因为许多血管缺少胆碱能神经支配。但大剂量阿托品具有小血管解痉作用，尤其以皮肤血管扩张较为显著，可引起颜面潮红、皮肤温热。其作用机制未明，但与抗胆碱作用无关，可能是阿托品直接舒张血管作用，也可能为阿托品引起体温升高后机体的代偿性散热所致。(zy2008-1-125)
(六)中枢神经系统较大剂量(1～2mg)阿托品可轻度兴奋延脑和大脑，增加剂量时(2～5mg)兴奋作用加强，可出现焦虑不安、多言、谵安。中毒剂量(10mg以上)可致幻觉、定向障碍、运动失调和惊厥，也可由兴奋转入抑制，并可导致昏迷及呼吸麻痹。
