بروميد الديكاميثونيوم هو عامل حصار عصبي عضلي مزيل للاستقطاب. وهو ناهض جزئي لمستقبلات الأسيتيل كولين النيكوتينية من النوع العضلي (nAChRs). ينشط الديكاميثونيوم مستقبلات nAChRs العضلية للفأر البالغ المحتوية على الوحدات الفرعية α1β1 والمعبّر عنها في بويضات الضفدع الأفريقي Xenopus laevis بقيمة EC50 تبلغ 40 ميكرومولار باستخدام تقنية التثبيت الكهربائي للجهد. كما أنه خصم غير مزيل للاستقطاب لمستقبلات nAChRs العصبية، حيث يثبط مستقبلات الفأر المحتوية على الوحدات الفرعية α7، α3β2، α3β4، وα4β2 بقيم IC50 تبلغ 7.4، 405، 28، و59 ميكرومولار على التوالي. الديكاميثونيوم هو خصم تنافسي لمستقبلات nAChRs المحتوية على α4β2 والمعبر عنها في خلايا SH-EP1 (بقيمة IC50 = 52 ميكرومولار للمستقبل البشري). كما يثبط إنزيم أستيل كولين إستيراز (AChE) لثعبان السمك الكهربائي ويمنع ارتعاشات عضلة الساق المستحثة كهربائياً في القطط المخدرة بقيم ED95 تبلغ 35 و70 ميكروغرام/كغ للقطط تحت تخدير الكلورالوز والإيثر على التوالي. تستخدم المستحضرات المحتوية على الديكاميثونيوم للحث على الشلل أثناء التخدير.