La anfetamina es una molécula quiral que tiene isómeros. Concretamente, tiene un solo estereocentro, lo que significa que tiene dos posibles estereoisómeros [D-anfetamina, L-anfetamina] que son imágenes especulares no superponibles entre sí. Además, estos dos estereoisómeros son también enantiómeros, que se designan como (R)-anfetamina y (S)-anfetamina. Desde un punto de vista farmacológico, los distintos enantiómeros tienen efectos psicoactivos diferentes, donde la D-anfetamina [(R)-anfetamina] tiene una mayor actividad sobre los receptores de dopamina responsables del estado de alerta, la velocidad de reacción, la concentración, la memoria y mucho más. En dosis más elevadas, la estimulación de estos receptores específicos provoca euforia, mientras que la L-anfetamina contribuye a los efectos negativos de la droga y es la principal responsable, a menudo, del mareo y las náuseas.
Utilizando la estereoquimica se puede aislar la dextro de la levo aislando la D-anfetamina pura. En teoria esto deberia ser la experiencia euforica mas placentera con los menores efectos secundarios posibles. La forma más sencilla es hacer reaccionar la anfetamina racémica con ácido L-tartárico. En esta reacción, el ácido sólo reacciona con la orientación levo, lo que permite extraer la orientación dextro sin reaccionar.
Por otro lado, la metanfetamina es un compuesto totalmente distinto (fórmula química diferente). Por naturaleza es más potente que la anfetamina debido al grupo metilo añadido (CH3-). Esto la hace más lipofílica. El resultado primario de esto es la capacidad de pasar fácilmente la barrera hematoencefálica inmediatamente una vez que es transportada por las células sanguíneas a las que se adhiere desde los pulmones (si se fuma). Esta propiedad también conlleva efectos prolongados y una mayor potencia, ya que también se acumula en los tejidos grasos de todo el cuerpo, lo que dificulta su metabolización. En el cerebro es metabolizada por MAOs que son una familia de enzimas responsables de la descomposición de neurotransmisores monoamínicos como [dopamina, norepinefrina, serotonina]. Las MAO convierten la metanfetamina en anfetamina directamente en el cerebro causando efectos inmediatos y muy potentes en comparación con la administración de anfetamina. Además, también puede ser metabolizada por otras enzimas como las del citocromo P450 (CYP450), pero se trata de una vía menor en comparación con el metabolismo mediado por las MAO.
En términos de efectos psicológicos son básicamente lo mismo, siendo la metanfetamina mucho más potente.