Ադրենալինի ազդեցությունն իրագործվում է α- և β-ադրենընկալիչների միջոցով ու շատ դեպքերում համընկնում է սիմպաթիկ նյարդաթելերի դրդման ազդեցությունների հետ[12]։

Ադրենալինը նեղացնում է ներքին օրգանների և մաշկի արյունատար անոթները, իսկ սրտի և գլխուղեղի անոթներն՝ ընդհակառակը, լայնացնում է։ Ադրենալինը մեծացնում է սրտի կծկման հաճախությունը և բարձրացնում է սրտամկանում հաղորդականության արագությունը։ Ադրենալինը կարող է նաև անմիջականորեն ազդել թափառող նյարդի կենտրոնի վրա և դրդել այն։
Հարթ մկանների վրա ադրենալինը թողնում է տարբեր ազդեցություն։ β2-ադրենընկալիչների խթանման միջոցով ադրենալինը թուլացնում է բրոնխների և միզապարկի մկանները, ընկճում ստամոքսա-աղիքային ուղու հարթ մկանների կծկումները, իսկ α1-ադրենընկալիչների դրդման միջոցով բերում է բբի ճառագայթաձև մկանների կծկման և հետևաբար բերում է բբի լայնացման։
Ադրենալինն ազդում է նյութափոխանակային գրեթե բոլոր գործընթացների վրա։ Այն ուժեղացնում է գլյուկոնեոգենեզը և գլիկոգենի քայքայումը, արգելակում գլիկոգենի սինթեզը, բարձրացնում գլյուկոզի քանակն արյան մեջ[13]։ Ադրենալինն ուժեղացնում է ճարպերի տրոհումը և արգելակում դրանց սինթեզը։ Այս ազդեցությունը պայմանավորված է ճարպային հյուսվածքի β3-ադրենընալիչներով։

Ադրենալինը բարձրացնում է մկանների աշխատունակությունը, քանի որ չափավոր քանակներով սրտային և կմախքային մկանների վրա թողնում է սնուցող ազդեցություն։ Չափավոր քանակներով ադրենալինի տևական ազդեցության դեպքում կմախքային մկաններն ու սրտամկանը չափերով մեծանում են։ Սա համարվում է տևական սթրեսի և ֆիզիկական ծանրաբեռնվածության նկատմամբ օրգանիզմի հարմարվողական մեխանիզմներից մեկը։ Ադրենալինի բարձր չափաքանակների տևական ազդեցությունն առաջացնում է սպիտակուցների տրոհում և մկանային զանգվածի նվազում, որով էլ բացատրվում է դիսթրեսի դեպքում նկատվող օրգանիզմի հյուծումը։
Ադրենալինը բարձրացնում է կենտրոնական նյարդային համակարգի տարբեր ընկալիչների դրդունակությունը, առաջացնում է անհանգստություն և լարվածություն, հոգեկան ընդունակությունների ակտիվացում և կենտրոնացում, խթանում է կորտիկոլիբերինի սինթեզը և ակտիվացնում ենթատեսաթումբ-մակուղեղ-մակերիկամներ համակարգը, որի արդյունքում արյան մեջ ավելացած կորտիզոլն ուժեղացնում է ադրենալինի ազդեցությունը հյուսվածքների վրա և բարձրացնում օրգանիզմի դիմադրողականությունը սթրեսի նկատմամբ։
Ադրենալինը ունի նկատելի հակաալերգիկ և հակաբորբոքային ազդեցություն, քանի որ արգելակում է հիստամինի, սերոտոնինի, կինինների արտադրությունը, ինչպես նաև թուլացնում հյուսվածքների զգայունությունն այդ նյութերի նկատմամբ։ Ադրենալինը արյան մեջ բարձրացնում է թրոմբոցիտների քանակն ու ակտիվությունը և արագացնում արյան մակարդումը, որին նպաստում է նաև արյունատար անոթների նեղացումը։