Chemisch handelt es sich bei MDMA um eine ring-substituierte Phenethylamin-Verbindung. Seine molekulare Struktur ermöglicht das Eindringen in Nervenzellen, wo es Transportproteine beeinflusst. Dadurch werden Neurotransmitter vermehrt in den synaptischen Spalt abgegeben. Dieser Prozess ist verantwortlich für die intensiv wahrgenommenen Effekte. Allerdings kann die starke Beanspruchung neuronaler Systeme zu oxidativem Stress führen. Wiederholte Belastung könnte langfristige Veränderungen im Gehirn begünstigen. Neben psychischen Auswirkungen sind auch physische Symptome wie Übelkeit, Schwitzen und Muskelzittern dokumentiert. Die Gesamtrisiken hängen stark von individuellen und umgebungsbedingten Faktoren ab.