N-Asetilsistein, vücuttaki en güçlü antioksidanlardan biri olan ve birçok toksik etkiyi nötralize eden glutatyonun sentezinde rol oynar. Ancak glutatyonun gastrointestinal sistemden zayıf bir şekilde emildiği gerçeği göz önüne alındığında, patoloji durumunda normal seviyesini geri yüklemek için NAC reçete edilir. NAC, glutatyon sentezine katılmanın yanı sıra, formülünde bir SH grubunun varlığından dolayı doğrudan bir antioksidan etkiye sahiptir. Reaktif oksijen türlerini (ROS) nötralize ederek hücreye zarar veren oksidatif stresin gelişmesini önler. Yukarıdakiler göz önüne alındığında, NAC bir onko-koruyucudur. N-Asetilsisteinin detoks etkisi vardır. Ağır metallere (kurşun, kadmiyum, arsenik), kimyasallara vb. maruz kalmanın neden olduğu zararlı etkileri nötralize eder. Cıvanın toksik etkisini azaltır (örneğin diş hekimliğinde kullanılan cıva amalgamı). Ayrıca vücudu akroleinin (tütün dumanında bulunur), egzoz gazlarının ve diğer olumsuz çevresel faktörlerin toksik etkilerinden korur. Parasetamol, aminoglikozitler, fenoller, aldehitler, alkol ve gıda zehirlenmesi ile zehirlenmelerde panzehirdir. Mukolitik ve balgam söktürücü etkiye sahiptir, mukusu inceltir, viskozitesini azaltır ve ayrılmayı kolaylaştırır. Bu etki, bronşların ve KBB organlarının mukoza zarının epitel hücreleri seviyesinde kendini gösterir. Bir miktar antiinflamatuar etkiye sahiptir (serbest radikallerin ve inflamasyonun gelişmesinden sorumlu reaktif oksijen içeren maddelerin oluşumunu baskılayarak). NAC, radyasyona ve x ışınlarına karşı koruma sağlayan radyo-koruyucu bir etkiye sahiptir. Düşük yoğunluklu lipoproteinlerin miktarını azaltarak ateroskleroza karşı koruma sağlar. Karaciğer ve beyin hücrelerini alkolün, bazı tıbbi ve toksik maddelerin (tütün dumanında bulunanlar dahil) neden olduğu hasara karşı koruyucu bir etkiye sahiptir. Amonyağın toksik etkilerini nötralize eder. L-sistein tırnaklarda, ciltte ve saçta bulunan önemli bir proteindir. Kollajen oluşumunu teşvik ederek cildin elastikiyetini ve dokusunu iyileştirir, yaşlanmaya karşı korur.
