Atropin je parasympatolytikum, které blokuje muskarinové receptory acetylcholinu. Při stoupajícím dávkování blokuje při celkové aplikaci postupně sekreci žláz (slinných, bronchiálních, potních), později účinky parasympatiku na srdce (s různě silně vyznačenou tachykardií a zkrácením atrioventrikulárního převodu) a na oko, a konečně snižuje i tonus a motilitu hladkých svalů (močového měchýře, střev, žaludku). Centrálně má mírné aktivační účinky v oblasti vagových center a stimuluje dýchání a snižuje extrapyramidovou motorickou aktivitu. Při celkovém podání zhruba současně s ovlivněním srdce působí na oko, kde paralyzuje m. sfincter pupillae a m. ciliaris; tím vyvolává mydriázu a akomodaci do dálky. Na hladké svaly působí spasmolyticky.