生物体内存在一种生物催化剂——乙醯胆硷酯酶（Acetylcholinesterase，AChE），它能将过量释放的乙醯胆硷很快地分解成胆硷和乙酸，能在1ms内分解约300个乙醯胆硷分子，来保证神经传递过程的正常运作。神经毒剂对乙醯胆硷酯酶活性有强烈的抑制作用，能够与其发生化学反应，牢固结合，从而使之失去活性，不能发挥正常功能，造成释放出来的乙醯胆硷不能被水解而蓄积，从而引起内源性胆硷中毒，令中枢和外周胆硷能神经功能严重紊乱。
结构与分类.最早的神经性毒剂属有机磷化合物或有机磷酸