مواد مخدر، مواد شیمیایی هستند و از طریق اثر روی دستگاه ارتباطی مغز و مداخله در نحوه ارسال، دریافت و تفسیر اطلاعات به وسیله آن ها با نوروترانسمیترهای طبیعی، می توانند سلول های عصبی را فعال سازند. این شباهت ساختاری، به مواد مخدر اجازه می دهد تا گیرنده ها را گول بزنند و به سلول های عصبی متصل شده و آن ها را فعال کنند. این مواد عمل مواد شیمیایی موجود در مغز را تقلید می کنند و باعث انتقال پیام های غیر عادی از طریق شبکه می شوند ولی مثل نوروترانسمیترهای طبیعی سلول های عصبی را فعال نمی کنند.
سایر مواد مخدر مثل آمفتامین یا کوکائین می توانند نوروترانسمیترهای طبیعی را به مقدار بیش از اندازه آزاد کنند و یا مانع بازیافت طبیعی مواد شیمیایی در مغز گردند. این اختلال سبب ایجاد یک پیام بسیار تشدید شده می گردد و در نهایت مسیرهای ارتباطی را دچار اشکال می کند. تفاوت اثربخشی ذکر شده مانند اختلاف بین زمزمه کردن فردی در گوش و یا فریاد زدن در میکروفون می باشد.
تمامی مواد مخدر، مستقیم یا غیر مستقیم، از طریق افزایش میزان دوپامین و دستگاه پاداش دهنده بر مغز اثر می گذارند. دوپامین، نوروترانسمیتری است که در نواحی مربوط به تنظیم حرکت، احساس، شناخت، انگیزه و احساس لذت وجود دارد. مواد مخدر با تحریک بیش از اندازه این سیستم (که پاداش دهنده رفتارهای طبیعی ماست) اثر نشئه زا و سرخوش ناشی از مصرف مواد مخدر را ایجاد می کند و باعث می شود برخی از افراد به مصرف آن روی آورند و همچنین به آن ها یاد می دهد رفتار لذت آور را تکرار کنند.
مداربندی درون مغز ما به این شکل است که از طریق ربط دادن فعالیت های نگهدارنده حیات با احساس لذت یا پاداش، تکرار آن فعالیت ها را ضمانت می کند. هر گاه این مدار پاداش فعال شود، مغز متوجه می شود که اتفاق یا اقدام مهمی رخ داده که می بایست آن را به خاطر بسپارد و به ما می آموزد که آن را دوباره تکرار کنیم. از آن جا که مواد مخدر مصرفی نیز همین مواد مغذی را فعال می کنند، ما یاد می گیریم که این مواد را نیز به شکلی مشابه مصرف کنیم. برخی مواد مخدر قادرند دو تا ده برابر برخی عوامل لذت آور طبیعی دوپامین آزاد کنند، در برخی موارد، این اتفاق آنی (به محض تدخین یا تزریق) رخ می دهد و اثر آن در مقایسه با لذات طبیعی، ماندگارتر است. تأثیری که مواد مخدر روی احساس لذت در مغز می گذارند از تأثیر رفتارهای لذت آور طبیعی شدیدتر است. چنین لذت قدرتمندی انگیزه تکرار مصرف مواد مخدر را می دهد. به همین دلیل است که دانشمندان بعضاً می گویند سوء مصرف مواد مخدر کاری است که ما آن را بسیار خوب یاد می گیریم.
مغز انسان خود را از دو راه به افزایش بیش از حد دوپامین عادت می دهد. کاهش تولید دوپامین یا کاهش تعداد گیرنده های دریافت کننده و انتقال دهنده علائم حاصل از آن، به این ترتیب مغز به دوپامین افزایش یافته عکس العمل عادی نشان می دهد و تأثیر دوپامین بر مغز سوء مصرف کننده مواد مخدر و مدارهای پاداش به طور غیر عادی کم می شود و توانایی فرد برای احساس لذت کاهش می یابد.
