大多数杀虫剂是作用于动物的神经系统，常称为神经毒剂。它们的作用是在神经系统中干扰神经冲动的正常传导。神经组织是动物传导外来刺激并做出反应，同时，控制体内生理、生化活动的协调中心。这个中心受到任何干扰，将出现不正常现象：轻度干扰使动物行为紊乱，严重干扰引起动物死亡。杀虫剂作用于神经系统的部位并不相同。有机磷杀虫剂及氨基甲酸酯类杀虫剂主要作用于突触部位的神经冲动传导，对乙酰胆碱酯酶活性产生抑制；有机氯杀虫剂滴滴涕和拟除虫菊酯类杀虫剂是作用于轴状突上的神经冲动传导；杀螟丹及烟碱等杀虫剂作用于突触后膜胆碱受体上的神经冲动传导。药剂的作用部位不同，作用机制也不一样。