Her virker det som en partiel agonist, det vil sige en forbindelse, der både viser agonist- virkning, men som har mindre virkningsfuld end nicotin, og antagonist- virkning ved tilstedeværelse af nicotin.
Varenikliinil on suur afiinsus ja selektiivsus α4β2 neuronaalsete nikotiini atsetüülkoliini retseptorite suhtes, millega seondudes toimib see osalise agonistina – ravimil on nikotiini juuresolekul nii agonistlik (väiksem sisemine efektiivsus kui nikotiinil) kui antagonistlik toime.