東莨菪堿為叔胺抗毒蕈堿藥。其作用一般類似阿托品，對中樞和周圍均有作用。它比阿托品抑制唾液分泌的作用更強，通常會減緩心率而不是加速心率，特別是在使用小劑量時。它對中樞的作用與阿托品不同，能抑制大腦皮質(zhì)，產(chǎn)生嗜睡和健忘。對眼平滑肌和腺體分泌的抑制作用比阿托品強。本品為外周抗膽堿藥，除對平滑肌有解痙作用外，尚有阻斷神經(jīng)節(jié)及神經(jīng)-肌肉接頭的作用，對中樞的作用較弱。眼部作用與阿托品相似，其散瞳、調(diào)節(jié)麻痹及抑制分泌的作用較阿托品強1倍，但持續(xù)時間短。與阿托品興奮大腦相反，本品表現(xiàn)為顯著的鎮(zhèn)靜作用。

東莨菪堿的外周作用與阿托品相似，它對涎腺、支氣管和汗腺分泌的抑制作用較阿托品強，對眼的散瞳和調(diào)節(jié)麻痹作用較阿托品迅速，但作用消失較快、對心臟、腸管和支氣管平滑肌的作用較弱。它也具有解除血管痙攣和改善微循環(huán)的作用。在一般治療劑量時對中樞有明顯的抑制作用。較大劑量時可產(chǎn)生催眠作用。大劑量時多可產(chǎn)生激動、不安、幻覺或譫妄等中樞興奮癥狀，但很快就進入睡覺狀態(tài)。劑量更大（0.08mg/kg靜脈注射)則皮質(zhì)抑制更顯著。若與氯丙嗪合用可能很快產(chǎn)生麻痹現(xiàn)象。東莨菪堿的呼吸興奮、抗暈動和抗震顫麻痹作用均較低阿托品強。