Effet inhibiteur des cholinestérases, la néostigmine prolonge et augmente les effets muscariniques et nicotiniques de l'acétylcholine. Augmente l'intensité et le rythme des contractions des fibres musculaires lisses (action peristaltigène) ; Normalise la force de contractions des muscles striés (action antimyasthénique) en favorisant la transmission de l'influx nerveux ; Antagonise le bloc neuromusculaire des curares non dépolarisants.