Ketamino poveikis skiriasi, tai priklauso nuo dozės dydžio ir reguliarumo, taip pat nuo vartotojo toleravimo vaistui. Apskritai ketaminas yra stiprus skausmą malšinantis vaistas, dažnai naudojamas kontroliuojamomis dozėmis kaip anestetikas ir kaip raminamoji priemonė. Kai kurie ekspertai teikia pirmenybę vaistui, o ne kitiems anestetikams, nes jie skatina kraujotakos sistemą, o ne slopina, kaip daro kiti. Vartojant pradines ketamino dozes, gali atsirasti lengvas euforijos jausmas, o didesnės dozės galiausiai sukelia haliucinacijas. Piktnaudžiavimas vaistu gali sukelti rimtų sveikatos problemų, tarp kurių svarbiausia yra smegenų pažeidimas.
Vaistas yra klasifikuojamas kaip N-metil-D-asparto rūgšties (NDMA) receptorių antagonistas, pažeidžiantis receptorių funkciją ir blokuojantis glutamato, sužadinamojo neurotransmiterio, poveikį. Šis veiksmas žymiai sumažina skausmo pojūtį ir nuramina paciento nuotaiką. Didesnės dozės jungiasi prie opioidų receptorių smegenyse, o tai sustiprina analgetinį poveikį ir sukelia euforijos pojūtį. Ketamino veikiami pacientai ilgainiui gali patekti į sapno būseną, kai jų kūnas jaučiasi tarsi plūduriuojantis; kai kuriais atvejais pojūtį lydi haliucinacijos. Remiantis pranešimais apie patirtį, daugelis žmonių ketaminą vartojo kaip pramoginį narkotiką.
Tačiau piktnaudžiavimas narkotinėmis medžiagomis gali sukelti daug neigiamų ketamino padarinių. Euforiniai, plūduriuojantys pojūčiai ir haliucinacijos, kuriuos sukelia didelės narkotikų dozės, gali išstumti vartotojo suvokimą nuo realybės, todėl gali atsirasti nerimas ir paranoja. Kai kurie vartotojai teigia, kad pojūtis panašus į kritimą iš bedugnės skylės ir gali būti paralyžiuojantis. Neretai žmonės jaučia pykinimą vartodami ketamino. Dažnas naudojimas taip pat gali sukelti atsiribojimą su realybe, dėl kurio gali atsirasti daugybė psichologinių sutrikimų.
Kita vertus, medicininis ketamino poveikis gali būti mirtinas. Nors mažos vaisto dozės gali būti naudingos gerinant kraujotakos sistemą, didesnės dozės gali slopinti kvėpavimą. Įprasto smegenų veikimo sutrikdymas dažnai vartojant ketaminą taip pat gali sukelti priklausomybę nuo narkotikų; vartotojai dažnai patiria abstinencijos simptomus, tokius kaip drebulys, kai atsisakoma vaisto. Sunkus ar reguliarus ketamino vartojimas gali sukelti nepataisomų smegenų pažeidimų, dėl kurių gali pablogėti pažinimo gebėjimai ir sutrikti neurologinė funkcija. Tyrimai parodė, kad ilgą laiką ketamino vartotojai taip pat dažniau serga inkstų ligomis, nors tai galima paaiškinti tuo, kad gyvenimo būdas, susijęs su piktnaudžiavimu narkotikais, dažnai apima kitus žalingus veiksnius, pavyzdžiui, piktnaudžiavimą alkoholiu.