Amfetamin je kiralna molekula, ki ima izomere. Natančneje, ima en sam stereocenter, kar pomeni, da ima dva možna stereoizomera [D-amfetamin, L-amfetamin], ki sta med seboj nepovezljivi zrcalni sliki. Poleg tega sta ta dva stereoizomera tudi enantiomera, ki sta označena kot (R)-amfetamin in (S)-amfetamin. S farmakološkega vidika različni enantiomeri povzročajo različne psihoaktivne učinke, pri čemer ima D-amfetamin [(R)-amfetamin] večjo aktivnost na dopaminskih receptorjih, ki so odgovorni za budnost, hitrost reakcije, koncentracijo, spomin in še veliko več. V večjih odmerkih stimulacija teh specifičnih receptorjev povzroči evforijo, medtem ko L-amfetamin prispeva k negativnim učinkom droge in je glavni krivec, ki je pogosto odgovoren za bolezen ob ponovnem zagonu in slabost.
S pomočjo stereokemije je mogoče izolirati dekstro iz leva in tako izolirati čisti D-amfetamin. Teoretično bi to morala biti najbolj prijetna evforična izkušnja z najmanj možnimi stranskimi učinki. Najlažji način je reakcija racemičnega amfetamina z L-vinsko kislino. Pri tej reakciji kislina reagira samo z levim delom, kar omogoča ekstrakcijo nereagiranega dextro dela.
Metamfetamin pa je povsem drugačna spojina (drugačna kemijska formula). Zaradi dodane metilne skupine (CH3-) je po naravi močnejši od amfetamina. Zaradi tega je bolj lipofilen. Glavna posledica tega je sposobnost, da zlahka preide krvno-možgansko pregrado takoj, ko ga prenesejo krvne celice, na katere se prilepi iz pljuč (če se kadi). Ta lastnost vodi tudi v podaljšane učinke in večjo moč, saj se kopiči tudi v maščobnih tkivih po telesu, zaradi česar ga telo težje presnavlja. V možganih ga presnavljajo MAO, ki so družina encimov, odgovornih za razgradnjo monoaminskih nevrotransmiterjev, kot so [dopamin, noradrenalin, serotonin]. MAO pretvorijo metamfetamin v amfetamin neposredno v možganih, kar povzroči takojšnje in zelo močne učinke v primerjavi z dajanjem amfetamina. Poleg tega ga lahko presnavljajo tudi drugi encimi, kot so encimi citohroma P450 (CYP450), vendar je ta pot v primerjavi s presnovo, ki jo posredujejo MAO, manj pomembna.
Kar zadeva psihološke učinke, sta v bistvu popolnoma enaka, metamfetamin pa je preprosto veliko močnejši.