De cocaïnemoleculen veranderen de communicatie tussen hersencellen (neuronen) van bepaalde gebieden. Deze communicatie verloopt met signaalstoffen, neurotransmitters genoemd. Door toedoen van de cocaïne wordt de communicatie gestimuleerd, waardoor bepaalde hersengebieden overactief worden.
Hierover wordt meer informatie gegeven in de animatie Drugs in de Hersenen.
De hersenen raken gewend aan deze overactieve communicatie en passen zich er na verloop van tijd op aan. Door deze aanpassing voelt een gebruiker zich zonder cocaïne moe en neerslachtig en verlangt naar het effect van cocaïne. Dit is verslaving.