膽堿酯酶（cholinesterase）是一類糖蛋白，以多種同工酶形式存在于體內。一般可分為真性膽堿酯酶和假性膽堿脂酶。真性膽堿酯酶也稱乙酰膽堿酯酶（acetylcholinesterase），主要存在于膽堿能神經末梢突觸間隙，特別是運動神經終板突觸后膜的皺摺中聚集較多；也存在于膽堿能神經元內和紅細胞中。此酶對于生理濃度的Ach作用最強，特異性也較高。
一個酶分子可水解3×10分子Ach，一般常簡稱為膽堿酯酶。假性膽堿酯酶廣泛存在于神經膠質細胞、血漿、肝、腎、腸中。對Ach的特異性較低，假性膽堿酯酶可水解其他膽堿酯類，如琥珀膽堿。