奎尼丁的作用机制主要是抑制钠离子的跨膜作用，其次为抑制钙离子内流，减慢3相钾离子外流。奎尼丁可直接作用于心肌细胞，显著延长心肌细胞动作电位不应期，降低心肌细胞的自律性、兴奋性、传导性和收缩性，特别是对窦房结以外异位节律的作用较强。奎尼丁对心房不应期的延长作用较之对心室的作用明显，对窦房结细胞的动作电位时间无影响或使之延长。奎尼丁作用于房室结折返性心动过速，可阻断折返通路，还可明显延长房室旁道前传的有效不应期和减慢传导速度，因而消除旁道前传现象。