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O LSD (sigla de ácido lisérgico dietilamida) afeta um tipo específico de "fechadura" química dos neurônios, fazendo com que um subsistema do cérebro funcione muito acima do que deveria.
É possível que uma única área-alvo seja responsável pela maior parte dos efeitos da droga alucinógena, como a impressão de que objetos inanimados ganham vida ou de perda da diferenciação entre o "eu" da pessoa e o mundo exterior. As células mais afetadas seriam os chamados neurônios piramidais da camada V. Esses neurônios parecem fazer a ponte entre o córtex cerebral, a área mais "nobre" do cérebro, que comanda a consciência, e regiões que coordenam percepções e movimentos.
Além dos efeitos alucinógenos, a droga causa insensibilidade corporal, paralisia, náusea e tremores. Há relatos de que as "viagens" associadas à droga podem voltar até anos depois de um único episódio de uso, colocando o usuário em sério perigo se ele estiver, por exemplo, andando na rua ou realizando qualquer atividade que envolva precisão e risco.