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.
Vareniklin z vezavo na receptorje deluje na dva načina: deluje kot nikotin (delni agonist) in s tem blaži simptome hlepenja; deluje pa tudi proti nikotinu (antagonist), saj preprečuje vezavo nikotina in s tem zmanjšuje s kajenjem povezane občutke ugodja.