骨骼肌松弛藥又稱為非競爭型肌松藥，其分子結構與ACh相似，能與運動終板膜上的NM膽堿受體結合，產生與ACh相似的效應使得神經肌肉接頭除極化。但與ACh不同，后者被膽堿酯酶快速分解，除極化型肌松藥在突觸間隙保持高濃度，可與受體持續結合，從而對受體產生持續激動效應。除極化型肌松藥首先引起與煙堿受體（nAChR）有關的鈉離子通道開放，后者導致肌肉的除極化，這將引起短暫的肌肉顫動肌束震顫。除極化型肌松藥與其受體的持續結合使得受體不能傳遞更多的神經沖動。隨著時間的進展，由于鈉離子通道關閉或被阻斷，持續的除極化轉變為穩定的復極化，從而產生除極化反轉，以致不再對其后到達的動作電位發生反應，神經肌肉的傳遞受阻，表現為骨骼肌松弛。
此類藥物的作用特點是：
①抗膽堿藥可加重本類藥物的肌松作用，故過量時不能用新斯的明解救；
②最初可出現短暫而不協調的肌束顫動，與藥物對不同部位的骨骼肌除極化出現的先后不同有關；
③連續用藥可產生快速耐受性；
④治療量無神經節阻斷作用。目前臨床這類藥以琥珀膽堿最常用。