抗胆碱酯酶药物的主要作用是抑制胆碱酯酶这种酶的活性。胆碱酯酶存在于多个部位，包括神经突触间隙、红细胞以及血浆中。在神经肌肉接头处和中枢神经系统内，这种酶负责分解乙酰胆碱，一种重要的神经递质。当抗胆碱酯酶药物作用时，它们可以阻止胆碱酯酶对乙酰胆碱的降解，从而增加和延长了乙酰胆碱的作用效果。
具体来说，在外周神经系统中，这类药物可以增强乙酰胆碱在神经肌肉接头处的效果，导致骨骼肌收缩力增强。而在中枢神经系统内，由于血脑屏障的存在，一些抗胆碱酯酶药物可能无法直接作用于大脑内的胆碱酯酶，但某些能够穿过血脑屏障的药物则可以在脑部发挥其抑制作用，影响认知功能、记忆等过程。
此外，抗胆碱酯酶药物还对心脏、平滑肌（如胃肠道和泌尿道）以及腺体产生影响。例如，在治疗青光眼时使用的局部应用型抗胆碱酯酶药物可以减少房水生成或增加其流出，从而降低眼内压；在阿尔茨海默病等认知障碍疾病的治疗中，则通过提高脑内的乙酰胆碱水平来改善患者的症状。
总之，抗胆碱酯酶药物主要作用于神经突触间隙中的胆碱酯酶，但它们的具体效果会根据给药部位、药物特性和目标组织的不同而有所差异。
