心迷走神经节后纤维末梢释放的递质是乙酰胆碱，后者作用于心肌细胞膜的M型胆碱能受体，可产生负性变时、变力和变传导作用，导致心率减慢、心房肌不应期缩短、收缩能力减弱、房室传导速度减慢等。乙酰胆碱作用于心肌M型胆碱能受体后，抑制腺苷酸环化酶，使细胞内cAMP浓度降低，肌浆网释放Ca2+减少引起的。一般情况下，心迷走神经和心交感神经对心脏的作用是颉颃的。在多数情况下，心迷走神经的作用比心交感神经的作用占有较大的优势。