Probabilmente l'attività mucolitica dell'acetilcisteina è dovuta alla sua capacità di scindere i ponti disolfuro (-S-S-) tipici di molte proteine cicliche presenti nel muco (mucoproteine) e questo in ragione della presenza nella molecola di un gruppo tiolico libero (-S-H) in grado di interagire con questi legami responsabili dell'aggregazione delle proteine e quindi dell'alta viscosità del muco. Come risultato della scissione dei disolfuri in tioli, le molecole glicoproteiche vengono scisse in unità più piccole dotate di minore viscosità per cui vengono modificate le caratteristiche reologiche con conseguente più facile espettorazione. L'attività sulla componente purulenta delle secrezioni viene attribuita alla capacità di questo composto di depolimerizzare gli acidi nucleici.