Po navázání se na tyto receptory vareniclin účinkuje dvěma způsoby: působí jako nikotin (částečný agonista) a tím pomáhá odstraňovat příznaky provázející neodolatelnou touhu po cigaretě, rovněž však působí proti nikotinu (antagonista), a sice tím, že obsazuje vazebné místo nikotinu a pomáhá tlumit příjemné pocity spojené s kouřením.
Sitoutuessaan näihin reseptoreihin varenikliini toimii kahdella tavalla: se toimii kuin nikotiini (osittainen agonisti) ja lievittää näin tupakanhimoa, mutta se toimii myös nikotiinia vastaan (antagonisti) ottamalla sen paikan ja heikentää näin tupakoinnin nautinnollisia vaikutuksia.