乙酰胆碱是一种神经递质，由神经细胞合成，乙酰胆碱作用于身体各种组织的胆碱能受体，发挥生理作用。
由于乙酰胆碱的选择性不是很高，作用比较广泛，临床不作为药用，仅仅作为实验用药。在神经细胞当中，乙酰胆碱是由乙酰辅酶A和胆碱在胆碱乙酰化酶的催化下合成，由于胆碱乙酰化酶仅仅存在于胞浆中，因此乙酰胆碱是在胞浆中合成。
合成以后由小胞摄取并且储存起来，进入突触间隙的乙酰胆碱，作用于突触后膜，发挥生理作用以后，迅速地被乙酰胆碱酯酶来破坏，变成胆碱和乙酸，这样避免突触后膜被乙酰胆碱过度刺激，引起传导阻滞。
乙酰胆碱在体内有重要的作用，有研究发现老年痴呆，也叫阿尔兹海默氏症，如果乙酰胆碱体内增多，与其症状改善密切相关。乙酰胆碱的释放主要是和神经冲动的传导密切相关，神经冲动传导到中晚的时候，钙离子会发生内流。钙离子内流造成细胞表面的膜电位变化，这样就会产生乙酰胆碱的释放。
