支配心臟的副交感神經即迷走神經。當迷走神經興奮時，其節后神經末稍釋放乙酰膽堿，這類遞質可與心肌細胞膜上的M型膽堿能受體結合，導致心率減慢（負性變時作用）、傳導減慢（負性變傳導性作用）等抑制性效應。
乙酰膽堿產生抑制性作用的主要機制是明顯提高細胞膜上K通道的通透性，促進K的外向流動，而后者作用于心肌細胞生物電活動的具體機制包括：
（1）靜息狀態下細胞內K的外向流動增加，將使心肌細胞靜息電位的絕對值增大，結果靜息電位與閾電位之間的差距增加，心肌興奮性下降；
（2）在竇房結細胞復極相的K外流增加將使最大復極電位的絕對值增大；舒張期K通透性的增加使IK衰減變慢，結果自律性下降；
（3）復極過程中細胞內K外流增加使復極加速，結果動作電位時間縮短，不應期也相應縮短。除上述作用外，近年的研究還發現，當刺激左側迷走神經時，房室連接區慢反應自律細胞的動作電位幅度降低，結果對興奮的傳導性降低。這與乙酰膽堿抑制這些細胞的Ca通道，減少Ca內流有關。
乙酰膽堿通過下列作用對心臟產生抑制作用：
（1）降低竇房結的自律性，延長其絕對不應期和相對不應期，減慢激動在竇房結內的傳導速度，可形成竇性心動過緩；
（2）縮短心房肌的絕對不應期和相對不應期，加速激動在心房內的傳導速度；
（3）抑制房結區和結區，使房室傳導延緩或中斷。