Parasimpatički nervni sistem koristi prvenstveno [[acetilholin]] (-{ACh}-) kao svoj [[neurotransmiter]], mada i niz [[peptid]]a (kao što je [[holecistokinin]]) mogu da dejstvuju na PSNS kao neurotransmiteri.<ref name="pmid7491953">{{cite journal | author = Wank SA | title = Cholecystokinin receptors | journal = The American Journal of Physiology | volume = 269 | issue = 5 Pt 1 | pages = G628–46 | year = 1995 | month = November | pmid = 7491953 | doi = | url = http://ajpgi.physiology.org/cgi/pmidlookup?view=reprint&pmid=7491953}}</ref><ref name="pmid9599311">{{cite journal | author vauthors=Takai N, Shida T, Uchihashi K, Ueda Y, Yoshida Y | title = Cholecystokinin as neurotransmitter and neuromodulator in parasympathetic secretion in the rat submandibular gland | journal = Annals of the New York Academy of Sciences | volume = 842 | issue = | pages = 199–203 | year = 1998 | month = April | pmid = 9599311 | doi = | url = http://onlinelibrary.wiley.com/resolve/openurl?genre=article&sid=nlm:pubmed&issn=0077-8923&date=1998&volume=842&spage=199}}</ref> ACh dejstvuje na dva tipa receptora, [[Muskarinski acetilholinski receptor|muskarinske]] i [[Nikotinski acetilholinski receptor|nikotinske]] [[holinergični|holinergične]] receptore. Najveći deo transmisija se odvija u dva stupnja. Nakon stimulacije, [[pregangliona vlakna|preganglioni]] nerv oslobađa -{ACh}- na ganglion, koji dejstvuje na nikotinske receptore [[postgangliona vlakna|postganglionih]] neurona. Postganglioni neuron onda oslobađa -{ACh}- da bi stimulisao muslarinske receptore na ciljnom organu.
