Asetilkolin (ACh), sinir sisteminde bir nörotransmitter olarak görev yapan bir kimyasal bileşendir. Nörotransmitterler, sinir hücreleri arasında iletişim sağlayan kimyasal habercilerdir. Asetilkolin, beyin ve vücutta birçok işlevi düzenler ve etkiler.
Asetilkolin, beyinde öğrenme ve hafıza gibi işlevlerde önemli bir rol oynar ve ayrıca kasların hareketini düzenler. Sinaptik aralığa salındığında, asetilkolin hedef hücreler üzerinde bulunan özel reseptörlere bağlanır ve bu hücrelerin aktivasyonunu tetikler.
Bir nörotransmitter olarak asetilkolin, özellikle parasempatik sinir sistemi tarafından kullanılır, bu da vücudun „dinlen ve sindir“ yanıtını uyarır. Alzheimer hastalığı gibi bazı nörolojik durumlar, beyinde asetilkolin düzeylerinin azaldığı durumlarla ilişkilidir.