LSD jest substancją halucynogenną, która zaburza proces odbioru wrażeń przez mózg. Działanie rozpoczyna się około pół godziny po zażyciu i trwa około 12 godzin. Indywidualne doznania mogą się bardzo różnić. Zwykle nastrój w jakim jest osoba zażywająca zostaje zintensyfikowany.

Widziane przedmioty wydają się jaśniejsze i mogą się poruszać albo zmieniać kształty. Kiedy już takie halucynacje się rozpoczną, nie można nad nimi zapanować ani ich przerwać. LSD fizycznie nie uzależnia, ale może spowodować uzależnienia psychiczne. W miarę zażywania LSD wzrasta tolerancja organizmu, ale przedawkowania nie są częste.

Po pewnym czasie od zażycia mogą się również zdarzyć krótkotrwałe nawroty halucynacji, co może być przerażające. Zażywanie LSD wiąże się z poważnymi schorzeniami psychicznymi, jak na przykład schizofrenia. Grzyby halucynogenne wywołuja podobne, ale łagodniejsze wrażenia. Fizyczne skutki uboczne, jak nudności, wymioty i bóle żołądka są jednak bardziej nasilone.

Badania nie wykazują ryzyka uzależnienia ani dolegliwości związanych z odstawieniem.