L’effetto farmacologico principale della cocaina a livello del Sistema Nervoso Centrale (SNC) è quello di bloccare il recupero di dopamina nel terminale presinaptico. Il risultato è un aumento del livello di dopamina a livello delle terminazioni sinaptiche dei neuroni dopaminergici del SNC. Inoltre, la cocaina può bloccare anche il riassorbimento presinaptico di noradrenalina e serotonina. L'iperfunzionamento cronico di tali sistemi indotto dalla cocaina porta ad un deficit della dopamina. Questo fenomeno è alla base della depressione e dell'esaurimento psicofisico che compaiono durante l'astinenza nei cocainomani.