A cocaína é um inibidor específico das proteínas transportadoras da dopamina e em grau menor da noradrenalina, existentes nos neurónios. A dopamina e a noradrenalina são neurotransmissores cerebrais que são secretados para a sinapse, de onde são recolhidos outra vez para dentro dos neurónios por esses transportadores inibidos pela cocaína. Logo o seu consumo aumenta a concentração e duração desses neurotransmissores. Os efeitos são similares aos das anfetaminas mas mais intensos e menos prolongados.

A noradrenalina e a adrenalina são neurotransmissor e hormona do sistema simpático (sistema nervoso autónomo). Elas são normalmente activadas em situações de stress agudo ("lutar ou fugir") em que o individuo necessita de todas as forças e agem junto aos orgãos de modo a obtê-las: aumentam a contracção e frequência cardiacas, aumentam a velocidade e clareza do pensamento, dextreza dos músculos, inibem a dor, aumentam a tensão arterial. O individuo sente-se invulgarmente consciente e desperto, eufórico, excitado, com mente clara e sensação de paragem do tempo. A cocaína é um forte potenciador do sistema nervoso simpático, tanto no cérebro, como na periferia.

A dopamina é o neurotransmissor principal aas vias meso-limbicas e meso-estriadas. Essas vias tem funções de produzir prazer em resposta a acontecimentos positivos na vida do individuo, recompensando a aquisição de novos conhecimentos ou capacidades (aprendizagem), progresso nas relações sociais, relações emocionais e outros eventos. O aumento artificial da dopamina nas sinapses pela cocaína vai activar anormalmente essas vias. O consumidor sente-se extremamente auto-confiante, poderoso,irresistivel e capaz de vencer qualquer desafio, de uma forma que não corresponde à sua real situação ou habilidade. Com a regularização do consumo, as vias dopaminérgicas são modificadas e prevertidas ("highjacked") e a cocaína passa de facilitadora do sentimento de sucesso e confiança face a situações externas, para simples recompensa derivada directamente de um disturbio bioquimico cerebral criado pela própria droga, que é dela dependente. O benm-estar desliga-se de condicionantes externas, passando a ser apenas uma medida do tempo passado desde a última dose. A motivação do individuo torna-se "irreal", desligando-se dos interesses sociais, familiares, emocionais, ambição profissional ou aprendizagem de formas de ligar com novos desafios, para se concentrar apenas na droga, que dá um sentimento de auto-realização artificial de intensidade impossivel de atingir de outra forma.

A cocaína tornou-se popular entre as classes altas no fim do século XX. Entre consumidores famosos do vinho Mariani contavam-se Ulysses Grant, o Papa Leão XII, que até apareceu na publicidade do produto e Frédéric Bartholdi (francês, criador da Estátua da liberdade), que comentou que se o vinho tivesse sido inventado mais cedo teria feito a estátua mais alta (um sintoma de excesso de autoconfiança típico).

A popularidade da cocaína ganha terreno: Em 1885 a companhia americana Park Davis vendia livremente cocaína em cigarros, pó ou liquido injectavel sob o lema de "substituir a comida; tornar os cobardes corajosos, os silenciosos eloquentes e os sofredores insensiveis à dor". O fictional Sherlock Holmes (personagem de Arthur Conan Doyle) chega mesmo a injectar "cucaine" nas veias numa das histórias! Em 1909 Ernest Shackleton leva cocaína para a sua viagem à Antartica, assim como o Capitão Robert Scott.