Se somministrata per via endovenosa (ev), l'adenosina può causare un blocco atrioventricolare transitorio, agendo sul nodo atrioventricolare del cuore. Può anche generare rilassamenti della muscolatura liscia (ad esempio quella arteriosa) attraverso le interazioni con l'endotelio. Ciò induce una dilatazione delle arterie in cui vi è contatto diretto tra l'endotelio e la tonaca media. In diagnostica questa proprietà è molto interessante per identificare le regioni delle arterie in cui è presente una placca ateromasica, che va a frapporsi tra endotelio e tonaca media, impedendo la vasodilatazione. In particolare, l'adenosina è molto utilizzata per diagnosticare eventuali stenosi delle arterie coronarie. È da rilevare che la liberazione di adenosina derivante dalla deplezione dell'ATP (e successiva degradazione dell'AMP) è citata da molti testi come un probabile meccanismo di vasodilatazione coronarica in risposta a un aumentato metabolismo del tessuto cardiaco.