Motylina wywiera wpływ na czynność sekrecyjną i aktywność motoryczną przewodu pokarmowego; pobudza wydzielanie pepsyny w żołądku, wodorowęglanów i białka w soku trzustkowym oraz blokuje sekrecję soku trzustkowego stymulowaną przez sekretynę. Motylina jest kilkadziesiąt razy silniejszym stymulatorem skurczu mięśni gładkich niż acetylocholina. W dawkach podprogowych zwielokrotriia działanie tej ostatniej wzmacniając np. skurcze odźwiernika wywołane przez acetylocholinę. U psów podanie motyliny pozajelitowo wywołuje skurcz żołądka, dolnego zwieracza przełyku i jelit. Być może w warunkach fizjologicznych motylina jest parakrynnym regulatorem czynności motorycznej mięśniówki gładkiej. Nie wiadomo dokładnie, jakie bodźce stymulują sekrecję motyliny. Są doniesienia o pobudzającym wydzielanie wpływie zakwaszenia dwunastnicy. Stwierdzano również wzrost poziomu motyliny we krwi po posiłku mieszanym zawierającym tłuszcze. Po posiłku węglowodanowym stężenie motyliny we krwi maleje.