抗利尿激素的作用是促进肾脏对水分的重吸收，从而减少尿液的生成。具体来说，抗利尿激素通过与肾脏远曲小管和集合管上皮细胞上的特异性受体结合，激活腺苷酸环化酶，使细胞内cAMP水平升高，进而激活蛋白激酶A，导致细胞膜上的水通道蛋白插入到细胞膜中，增加水的通透性，促进水分的重吸收。
此外，抗利尿激素还可以通过调节肾脏对钠离子的重吸收，间接影响尿液的生成。当抗利尿激素分泌增加时，肾脏对水分的重吸收增加，尿液浓缩，尿量减少；反之，当抗利尿激素分泌减少时，肾脏对水分的重吸收减少，尿液稀释，尿量增加。
需要注意的是，抗利尿激素的作用受到多种因素的调节，包括血浆晶体渗透压、循环血量、动脉血压等。当这些因素发生变化时，抗利尿激素的分泌也会相应地调整，以维持体内水平衡的稳定。