1 中枢神经系统作用 静脉注射氯胺酮后意识逐渐消失，往往表现为眼睛睁开凝视，眼球震颤，肌张力增加，有时出现不自主肌肉活动。眼睑、角膜和喉反射不受抑制。镇痛作用显著，即使阈下剂量（sudbissociative dose）也产生镇痛效应。脑电图表现为α波活动减弱，出现θ和δ波。有时在丘脑和边缘系统出现癫痫样波形，但不向大脑皮质扩散。氯胺酮可使脑血流量和脑耗氧量增加，颅内压随脑血流量增加而增高。过度通气造成低二氧化碳血症可消除这些现象。氯胺酮麻醉苏醒期可出现精神运动性反应，表现为恶梦、幻觉、谵妄、恐怖感等。地西泮、咪达唑仑等药物有助于减少这些不良反应。
2 心血管系统 氯胺酮既有直接抑制心肌的作用，又有通过兴奋交感神经中枢而间接地兴奋心血管系统的作用，临床上的表现是这两方面作用的综合结果。对一般病人，主要表现为心血管系统兴奋作用，包括心率增快，血压升高，心脏指数、外周血管阻力、肺动脉压和肺血管阻力均增加；而在危重病人，尤其在交感神经活性减弱的病人，则主要表现为心血管系统抑制作用，血压下降，心肌收缩力减弱，外周血管扩张。氯胺酮对心血管系统的兴奋效应是由氯胺酮阻滞去甲肾上腺素的再摄取（包括摄取Ⅰ和摄取Ⅱ）介导的；同时还可引起交感神经节释放去甲肾上腺素。
3 呼吸系统作用 临床剂量的氯胺酮注射缓慢，对呼吸影响轻微，很快恢复。如果静脉注射过快或量过大，尤其当与麻醉性镇痛药伍用时，则引起显著的呼吸抑制甚至呼吸暂停。 [医 .学.教 .育 网 搜.集整.理]对婴儿和老人的呼吸抑制作用更为明显。
氯胺酮使支气管平滑肌松弛，拮抗组胺、乙酰胆碱和5-羟色胺的支气管收缩作用，故适用于支气管哮喘病人。唾液和支气管分泌物增加，故麻醉前用药以采用阿托品为宜。咳嗽、呃逆、喉痉挛在小儿较成人更常见。喉反射抑制不明显，但保护性喉反射并不保存完整，仍有误吸的可能。
4 其他作用 氯胺酮可使眼压轻度增高，可能是由于眼外肌张力不平衡所致。氯胺酮增加妊娠子宫的收缩力强度和频率。此药不影响肝、肾功能。
