Efek ketamin bervariasi, tergantung pada ukuran dan keteraturan dosis, serta toleransi pengguna terhadap obat tersebut. Secara umum, ketamin adalah obat penghilang rasa sakit yang kuat, sering digunakan dalam dosis terkontrol sebagai anestesi dan sebagai obat penenang. Beberapa ahli lebih memilih obat daripada anestesi lain, karena cenderung merangsang sistem peredaran darah, daripada menekannya seperti yang dilakukan orang lain. Sedikit perasaan euforia mungkin muncul dengan dosis awal ketamin, dengan dosis yang lebih besar akhirnya menyebabkan halusinasi. Penyalahgunaan obat dapat menyebabkan masalah kesehatan yang serius, yang paling utama adalah kerusakan otak.
Obat ini diklasifikasikan sebagai antagonis reseptor N-Methyl-D-aspartic acid (NDMA), merusak fungsi reseptor dan memblokir efek dari glutamat, neurotransmitter rangsang. Tindakan ini secara signifikan mengurangi sensasi rasa sakit dan menenangkan suasana hati pasien. Dosis yang lebih kuat mengikat reseptor opioid di otak, yang meningkatkan efek analgesik sambil menimbulkan sensasi euforia. Pasien di bawah pengaruh ketamin pada akhirnya mungkin memasuki keadaan seperti mimpi di mana tubuh mereka terasa seperti mengambang; halusinasi menyertai sensasi dalam beberapa kasus. Laporan pengalaman telah menyebabkan banyak individu menggunakan ketamin sebagai obat rekreasional.
Penyalahgunaan zat, bagaimanapun, dapat menyebabkan banyak efek negatif dari ketamin. Euforia, sensasi mengambang dan halusinasi yang disebabkan oleh dosis tinggi obat dapat menggantikan persepsi pengguna dari kenyataan, mengakibatkan kecemasan dan paranoia. Beberapa pengguna menyatakan bahwa sensasinya mirip dengan jatuh ke lubang tanpa dasar, dan itu bisa melumpuhkan. Tidak jarang individu merasa mual saat berada di bawah pengaruh ketamin. Penggunaan yang sering juga dapat menyebabkan disosiasi dengan kenyataan, yang mengakibatkan banyak kemungkinan gangguan psikologis.
Efek medis dari ketamin, di sisi lain, bisa berakibat fatal. Meskipun dosis kecil obat dapat bermanfaat dalam meningkatkan sistem peredaran darah, dosis yang lebih besar dapat menekan pernapasan. Merusak fungsi normal otak melalui penggunaan ketamin yang sering juga dapat menyebabkan ketergantungan pada obat; pengguna sering mengalami gejala putus obat seperti gemetar saat lepas dari obat. Penggunaan ketamin yang berat atau teratur dapat menyebabkan perkembangan lesi yang tidak dapat diperbaiki di otak, yang mengakibatkan masalah yang melibatkan kemampuan kognitif yang lebih buruk dan gangguan fungsi neurologis. Penelitian telah menunjukkan bahwa pengguna ketamin jangka panjang juga memiliki insiden masalah ginjal yang lebih tinggi, meskipun hal ini dapat dijelaskan oleh fakta bahwa gaya hidup yang terkait dengan penyalahgunaan narkoba sering kali mencakup faktor-faktor lain yang merusak seperti penyalahgunaan alkohol.