A toxina botulínica impede a fusão das vesículas sinápticas com a membrana do terminal axonal, o que resulta na inibição da liberação de acetilcolina na sinapse. A consequência direta dessa ação é a paralisia muscular, uma vez que a acetilcolina é essencial para a transmissão do impulso nervoso para os músculos. Sem a liberação de acetilcolina, os músculos não conseguem se contrair, levando a uma fraqueza ou paralisia.