Дія атропіну проявляється більшою мірою за підвищеного тонусу парасимпатичного відділу вегетативної нервової системи.
Атропін зменшує тонус блукаючого нерва, що призводить до збільшення ЧСС (за незначної зміни артеріального тиску), підвищення провідності в пучку Гіса. У терапевтичних дозах атропін не чинить істотного впливу на периферичні судини, але при передозуванні спостерігається вазодилатація.
Спричиняє мідріаз і параліч акомодації, підвищує внутрішньоочний тиск, знижує секреторну активність слинних, потових, бронхіальних залоз, спричиняє брадикардію. При парентеральному введенні має антиаритмічну дію. Є антидотом інгібіторів холінестерази, мускарину.
Холінолітичні (антихолінергічні, холіноблокатори) засоби – речовини, що блокують природний медіатор ацетилхолін, підміняючи його собою під час потрапляння до організму, зважаючи на високу спорідненість до холінергічних рецепторів мозку.