人體大部分膽堿能神經（包括運動神經交感、副交感神經的節前纖維,副交感神經及部分交感神經的節后纖維）的傳導是靠其末梢與細胞連接處釋放的乙酰膽堿,以支配效應器官的活動；中樞神經系統的某些部位如大腦皮質感覺運動區,特別是皮質深部的錐體細胞尾核丘腦等神經細胞間沖動的傳遞,也有乙酰膽堿參與。膽堿能神經的傳遞必須與膽堿能受體結合產生效應膽堿能受體,分為毒蕈堿型及煙堿型；前者分布于膽堿能神經節后纖維所支配的心肌平滑肌腺體等效應器官,后者分布于植物神經節及骨骼肌的運動終板內。在正常情況下,釋放的乙酰膽堿在完成其生理功能后迅速被存在組織中的乙酰膽堿酯酶分解而失去作用。
有機磷進入人體后,其磷酰基與酶的活性部分共價結合形成磷酰化膽堿酯酶,而喪失分解乙酰膽堿的能力,以致體內乙酰膽堿大量蓄積并抑制僅有的乙酰膽堿酯酶活力,使中樞神經系統及膽堿能神經過度興奮,最后轉入抑制和衰竭,表現一系列癥狀和體征：
癥狀和體征
①某些副交感神經和某些交感神經節后纖維的膽堿能毒蕈堿受體興奮,則出現平滑肌收縮腺體分泌增加瞳孔收縮惡心嘔吐腹痛腹瀉等毒草堿樣癥狀
②運動神經和肌肉連接點膽堿能煙堿型受體興奮,則發生肌肉纖維震顫或抽搐（痙攣）；重度中毒或中毒晚期轉為肌力減弱或肌麻痹等煙堿樣癥狀
③中樞神經系統細胞觸突間膽堿能受體興奮,引起功能失調開始有頭痛頭暈煩躁不安譫語等興奮癥狀,嚴重時出現言語障礙昏迷和呼吸中樞麻痹
④在循環系統方面既可出現心率減慢血壓下降等毒蕈堿樣癥狀,又可有血壓上升和心率加快等煙堿樣癥狀