新斯的明通过抑制胆碱酯酶，减少ACh分解，使ACh在毒蕈碱样和烟碱样受体部位积聚而产生作用。主要的毒蕈碱样作用有心动过缓、胃液分泌增加、胃肠蠕动亢进，可引起恶心、呕吐，缩瞳、瞳孔调节麻痹、唾液腺分泌增加，支气管平滑肌收缩，主要的烟碱样作用有自主神经节和神经肌肉接头兴奋。1.骨骼肌神经肌肉接头：主要抑制神经肌肉接头乙酰胆碱酯酶，也有一定的直接兴奋接头传导作用。可逆转非去极化肌松药，但不能拮抗去极化肌松药引起的肌肉麻痹（Ⅱ相阻滞除外）。2.胃肠：新斯的明可促进胃的收缩及增加胃酸分泌，拮抗阿托品和吗啡等所致的胃张力下降，还可以促进小肠、大肠（尤其是结肠）的活动，促进肠内容物排出。3.其他作用：小剂量可增强腺体分泌作用，如：支气管腺体、泪腺、汗腺、唾液腺、胃腺、小肠和胰腺的分泌。也可致细支气管和输尿管平滑肌收缩。