神经冲动的终止：当神经冲动到达神经末梢时，乙酰胆碱酯酶会迅速分解乙酰胆碱，使神经冲动无法继续传递，从而终止神经信号的传导。
神经递质的调节：乙酰胆碱酯酶可以调节乙酰胆碱在突触间隙中的浓度，从而影响神经递质的释放和作用。
肌肉收缩的调节：在肌肉收缩过程中，乙酰胆碱酯酶可以分解乙酰胆碱，使肌肉松弛，从而调节肌肉的收缩。
毒物解毒：某些化学物质如有机磷农药和神经性毒气（如沙林、VX等）可以抑制乙酰胆碱酯酶的活性，导致乙酰胆碱在突触间隙中积累，引发严重的神经系统症状。因此，乙酰胆碱酯酶在毒物解毒中具有重要作用。
诊断和治疗：通过检测乙酰胆碱酯酶的活性，可以帮助诊断某些神经系统疾病，如阿尔茨海默病、肌无力症等。此外，某些药物如阿托品、新斯的明等可以通过抑制乙酰胆碱酯酶的活性来治疗这些疾病。