Галантамин относится к третичным алкалоидам из группы парасимпатомиметиков косвенного действия. Он является селективным, конкурентным и обратным ингибитором фермента ацетилхолинэстеразы. Влечет повышение уровня ацетилхолина в центральной нервной системе. Кроме его действия как обратного ингибитора ацетилхолинэстеразы, он действует как аллостерический потенцирующий лиганд наиболее распространенных в центральной нервной системе никотиновых ацетилхолиновых рецепторов субтипа альфа 4/бета 2, который прямым путем стимулирует никотиновые рецепторы. Также он повышает чувствительность постсинаптических мембран рецепторов к ацетилхолину. Галантамин проникает через гематоэнцефалический барьер, облегчает проведение импульсов в ЦНС и ускоряет процессы возбуждения. Повышает активность холинергической системы, вследствие чего улучшаются когнитивные функции.