nejvýznamnější neurotransmiter nervosvalových synapsí. Vzniká z cholinu a acetyl-CoA účinkem enzymu cholinacetyltransferasy{EC 2.3.1.6} v presynaptickém zakončení neuronů; jeden synaptický váček obsahuje 103 až 104 molekul acetylcholinu. Enzymem cholinesterasou{EC 3.1.1.8} (resp. acetylcholinesterasou{EC 3.1.1.7}) se v synaptické štěrbině štěpí na cholin a acetát. Synapse používající acetylcholin jako neurotransmiter se nazývají cholinergní.