阿托品为典型的M胆碱受体阻滞剂，其主要药理作用广泛，涉及多个系统。

在腺体分泌方面，阿托品能抑制多种腺体的分泌。它可以显著减少唾液腺和汗腺的分泌，使用后患者常出现口干、皮肤干燥的现象。对于泪腺和呼吸道腺体的分泌也有一定程度的抑制作用，而对胃酸分泌的影响相对较小，因为胃酸分泌还受胃泌素等多种因素的调节。

在眼的作用上，阿托品会引起散瞳，它能阻断瞳孔括约肌上的M受体，使去甲肾上腺素能神经支配的瞳孔开大肌功能占优势，从而导致瞳孔散大。同时，还会使眼内压升高，这是由于瞳孔散大后，虹膜退向周边，前房角间隙变窄，阻碍房水回流所致。此外，阿托品还会引起调节麻痹，它能阻断睫状肌上的M受体，使睫状肌松弛而退向外缘，致使悬韧带拉紧，晶状体变扁平，屈光度降低，不能将近物清晰地成像于视网膜上，造成看近物模糊不清。

在平滑肌方面，阿托品对多种内脏平滑肌具有松弛作用，尤其对处于痉挛状态的平滑肌作用更为明显。它能缓解胃肠道平滑肌的痉挛，降低蠕动的幅度和频率，从而有效解除胃肠绞痛。对膀胱逼尿肌也有一定的松弛作用，可用于治疗遗尿症。对胆管、输尿管和支气管平滑肌的解痉作用相对较弱。

在心血管系统方面，治疗剂量的阿托品（0.5mg）可使部分患者的心率短暂性轻度减慢，这可能是由于它阻断了副交感神经节后纤维上的M1受体，从而减弱了突触中乙酰胆碱对递质释放的负反馈抑制作用，使乙酰胆碱释放增加所致。较大剂量（1 - 2mg）的阿托品则能解除迷走神经对心脏的抑制作用，使心率加快，传导加速。此外，阿托品还可扩张血管，改善微循环，这可能与它直接扩张血管以及大剂量时兴奋血管运动中枢有关。

在中枢神经系统方面，治疗剂量的阿托品可轻度兴奋延髓及其高级中枢，使呼吸频率加快。较大剂量（1 - 2mg）可兴奋延髓和大脑，患者可能出现烦躁不安、多言等症状。中毒剂量（超过10mg）常产生幻觉、定向障碍、惊厥等严重的中枢兴奋症状，严重