LSD jest agonistą receptora 5-HT2A. Serotonina jest jednym spośród neuroprzekaźników występującym w podobny sposób wewnątrz mózgu, w charakterze także pośrodku układem nerwowym oraz mięśniami gładkimi. LSD działa na zasadzie sprzężenia zwrotnego dodatniego, krótkotrwale obniża stopień serotoniny, co prowadzi do wnętrza efekcie aż do jej nadprodukcji. Kiedy, po ok. 30-120 minutach, LSD w środku wyniku rozpadu przestaje nagabywać spośród komórkami, następuje natychmiastowy powiększenie przewodnictwa -- impulsy pośród neuronami są silniejsze, co prowadzi aż do wykorzystywania połączeń, które do wnętrza normalnym stanie (bez nadmiaru neuroprzekaźnika) negacja logiczna byłyby wykorzystane, albo miałyby pomniejszy oddziaływanie na reakcję mózgu. Może owo stać na czele — do wnętrza relacje od momentu ilości — aż do potęgowania odczuć, halucynacji, synestezji plus aż do trwałych zmian do wnętrza strukturze połączeń wśród neuronami — co przypuszczalnie być wyposażonym tak jak dobry, jako dodatkowo złośliwy skutek.
Stosunkowo rzadkim zjawiskiem są flashbacki — po tygodniach, miesiącach, co więcej latach od czasu zażycia środka przejawiają się epizodycznie niektóre efekty LSD, które trwają od czasu kilku sekund aż do kilku godzin. Gdy te nawroty są chroniczne, mówi się o HPPD (Hallucinogen Persisting Perception Disorder) (wg DSM-IV).
Okres działania LSD nazywa się potocznie słowem trip (ang. trip - podróż). Po zażyciu LSD przypuszczalnie pojawić się mara zwane bad trip. W większości przypadków pojawiają się wybitnie przyjemne uczucia, co więcej przywiązanie zjednoczenia spośród całym wszechświatem oznacza to impresja bezpośredniego odczuwania obecności Boga.