Os fármacos anticolinesterásicos são a principal linha de tratamento para miastenia gravis, uma vez atuam diretamente para inibir a atividade da acetilcolinesterase, e promover contração muscular.

O tratamento de retenção urinária com agentes colinérgicos de ação direta provoca contração do músculo liso da bexiga, com consequente eliminação da urina.

O betanecol é indicado para pacientes com obstrução mecânica do sistema digestório e em casos de sialorreia.

O tratamento do glaucoma com fármacos colinérgicos de ação indireta induz midríase, contribuindo para a melhora da drenagem do humor aquoso e a redução da pressão intraocular.