心交感神经节后神经元末梢释放的递质为去甲肾上腺素，作用于心肌细胞膜的β肾上腺素能受体，从而激活腺苷酸环化酶，使细胞内cAMP浓度升高，继而激活蛋白激酶和细胞内蛋白质的磷酸化过程，使心肌膜上的钙通道激活，导致心率加快（称为正性变时作用），房室交界的传导加快（正性变传导作用），心房肌和心室肌的收缩能力加强（正性变力作用）。循环血液中的儿茶酚胺也有此作用。心肌细胞膜上也有α型肾上腺素能受体，去甲肾上腺素也能激活心肌的α受体，主要引起心肌收缩能力的加强，而心率的变化不显著。