递质乙酰胆碱成为胆碱和乙酸的酶。此酶类主要存在于神经肌肉接头与神经系统中，而作用就是为了终止。乙酰胆碱酯酶具有极高的水解活性——一分子的乙酰胆碱酯酶每秒钟可以水解25000分子的乙酰胆碱。经乙酰胆碱酯酶作用而产生的胆碱被重新利用——通过重摄取被转运进入神经末梢，在那里被重新利用以合成新的乙酰胆碱分子。