La acetilcolina es un neurotransmisor que actúa en el sistema nervioso periférico y central. Es una sustancia moduladora, que actúa excitando diversas zonas del cerebro. Por ejemplo, un aumento de acetilcolina provoca una disminución del ritmo cardíaco y una mayor producción de saliva. En la enfermedad conocida como miastenia grave (que causa fatiga y debilidad muscular), el sistema inmunitario produce anticuerpos contra los receptores de acetilcolina. Un nivel disminuido de acetilcolina se ha asociado con la enfermedad de Alzheimer.