阿托品在有机磷中的临床应用，主要是因为它可以拮抗有机磷农药对胆碱酯酶活性抑制后，导致体内乙酰胆碱聚积而引起一系列临床症状。
因为阿托品为神经节后抗胆碱药，能阻断节后胆碱能神经支配的效应器中的乙酰胆碱毒蕈碱型受体，从而抑制胆碱能神经过度兴奋，消除和减轻毒蕈碱样症状，兴奋呼吸中枢，抑制多种腺体分泌，松弛平滑肌使心跳加快。
它能有效对抗急性有机磷农药中毒所致的呼吸中枢抑制、支气管痉挛、肺水肿、循环衰竭及其他毒蕈碱样症状，从而抢救患者生命。