Викликає мідріаз та параліч акомодації, підвищує внутрішньоочний тиск, знижує секреторну активність слинних, потових, бронхіальних залоз, викликає брадикардію.. При парентеральному введенні має антиаритмічну дію. Є антидотом інгібіторів холінестерази, мускарину.
Блокує м-холінорецептори. Викликає мідріаз, параліч акомодації, підвищення внутрішньоочного тиску, тахікардію, ксеростомію. Пригнічує секрецію бронхіальних та шлункових, потових залоз. Розслаблює гладку мускулатуру бронхів, шлунково-кишкового тракту, жовчо- та сечовивідних систем — спазмолітичний ефект.
Атропін зменшує тонус блукаючого нерва, що призводить до збільшення ЧСС (при незначній зміні АТ), підвищення провідності в пучку Гіса. У терапевтичних дозах атропін не істотно впливає на периферичні судини, але при передозуванні спостерігається вазодилатація.
При місцевому застосуванні в офтальмології розширює зіницю, ускладнює відтік внутрішньоочної рідини, підвищує внутрішньоочний тиск, викликає параліч акомодації. Зіниця, розширена, атропіном, практично не звужується при інстиляції холіноміметиків