1. 對中樞神經系統的作用 馬錢子所含的士的寧對整個中樞神經系統都有興奮作用，首先興奮脊髓的反射機能，其次興奮延髓的呼吸中樞及血管運動中樞，並能提高大腦皮層感覺中樞的機能.特別是對脊髓有高度選擇性.
研究表明： 士的寧能興奮脊髓的反射機能.脊髓對士的寧有高度的敏感性，治療劑量的士的寧不僅能阻斷脊髓中潤紹細胞(Renshaw Cell)對運動神經元的抑制，也能阻斷中樞抑制性遞質甘氨酸對脊髓中間神經元及運動神經元的突觸後抑制，從而使神經衝動在脊髓和神經元中易於傳導，並能提高脊髓反射興奮性，因此可縮短脊髓反射時間，增高反射強度，且不破壞脊髓中樞的交互抑制過程.給蛙皮下注射0.02%硝酸士的寧溶液0.5ml可見反射興奮提高，輕觸皮膚即可引起動物震顫，給截除大腦的貓靜脈注射0.01%硝酸士的寧0.2mg/kg,也見其反射性增高.但中毒劑量的士的寧能破壞脊髓中樞的交互抑制過程，可出現強直性驚厥.由於脊髓興奮性的提高，所以對骨骼肌和內臟平滑肌緊張度也增加，故對肌無力、遺尿症、性衰弱等有效.
士的寧對延髓有興奮作用.士的寧能提高血管運動中樞的興奮性，給箭毒麻醉的犬靜脈注射硝酸士的寧2mg/kg,血壓立刻升高並長時間持續在高水平，但若破壞動物的延髓，則血壓隨即下降，增大士的寧劑量血壓也不再上升.士的寧亦能提高呼吸中樞的興奮性，使呼吸加深加快，在上述中樞被抑制時其作用更加明顯.
士的寧尚可興奮迷走神經中樞而使心動徐緩.對咳嗽中樞也有一定的興奮作用.
士的寧能增強大腦皮層的興奮和抑制過程.小劑量的士的寧能加強皮質的興奮過程，促使處於抑制狀態的病人甦醒.且能提高味覺、觸覺、聽覺及視覺等感受器官的功能.對於實驗性神經官能症的狗和猴，治療劑量的士的寧能促使其興奮和抑制過程之間的正常關係的恢復.而接近中毒劑量的士的寧，則在短暫的提高興奮過程後即發生超限抑制現象.
此外，士的寧尚可興奮植物神經中樞，增進胃腸蠕動和食慾,刺激骨髓活躍造血機能，故可緩解再生障礙性貧血.
2. 鎮痛作用 馬錢子鹼有顯著的鎮痛作用.小鼠醋酸扭體法實驗表明： 其鎮痛作用弱於哌替啶，但持續時間卻較之長約4倍.小鼠熱板法亦表明： 馬錢子鹼在一定劑量和時限內均有明顯鎮痛作用.士的寧則無明顯鎮痛作用.
3. 對消化系統的影響 病人腸瘻管直接測驗證明，士的寧對人體胃腸平滑肌沒有興奮作用，但因其具有強烈苦味，可刺激味覺感受器反射性的增加胃液分泌，故可促進消化機能及增進食慾.動物(羊)實驗還表明： 適量馬錢子粉內服，可興奮瘤胃，能治療前胃弛緩;而用量過大反會抑制瘤胃蠕動，使前胃弛緩加重.
4. 對呼吸系統的作用 馬錢子鹼的作用為士的寧的1/8.據報道，馬錢子鹼對氨水及二氧化硫引起的小鼠咳嗽，有較強的鎮咳作用，其強度超過可待因，且口服較腹腔注射作用顯著.小鼠酚紅排泌法證明，馬錢子鹼40mg/kg有明顯的祛痰作用，強度與氯化銨無顯著差別，平喘作用較弱.動物實驗還表明： 當用藥時間延長，用量增加時，能加強家兔抗組胺的作用.
5. 對病原微生物的作用 馬錢子水煎劑(1:2)在試管內對許蘭黃癬菌、奧杜盎小芽孢癬菌等皮膚真菌有不同程度的抑制作用.
體外實驗表明： 0.1%的馬錢子鹼能完全抑制流感嗜血桿菌、肺炎雙球菌、甲型鏈球菌和卡他球菌的生長.
6. 其他作用 高濃度馬錢子煎劑能抑制淋巴細胞的有絲分裂，而低濃度時則能促進細胞的有絲分裂.
馬錢子鹼對感覺神經末梢有麻痺作用，5%～10%馬錢子鹼溶液可使口腔黏膜麻醉.在離體肌肉神經標本上，極大劑量的馬錢子鹼和士的寧，均可阻斷神經肌肉傳導而呈現箭毒樣作用，在整體動物上，此種作用被全身性驚厥所掩蓋.
