给小动物投与安非他明类兴奋剂，在一定剂量的范围动物的移动能力(Locomotor
activity)、后脚站立行为(Rearing)等的自发性运动量增加。大剂量时首先出现自发性运动量的增加，以后出现嗅寻、咬齿、幌脑等反复性动作。这种反复性动作即使刺激也难于中断。此后，反复给予低剂量的安非他明类兴奋剂，动物自发性运动量的增加程度反而大幅度上升，并且出现难以中断的反复性动作。这种现象又称为逆耐受性现象。耐受性现象和履历现象（又称为Flashback幻觉重现）之间的关联特别引人注目。投与安非他明后将小动物关闭于狭小空间则不发生逆耐受性现象，这表明逆耐受性极易受到环境条件的影响。

同种动物相遇时，会出现这类动物特有的攻击性或防卫性行为。这种行为从生态学的观点称为不自然行为( Agonistic
behavior)。各种的精神药物对于不自然行为都有特征性的影响，但安非他明类兴奋剂则能使动物的攻击性行为减少，防卫性反应增加。反复给予甲基安非他明的场合下，动物的运动量减少，特长性行为减少，出现社会行为障碍，类似于分裂型精神病。在精神病的研究中，使用安非他明投与动物制成分裂型精神病实验模型仍为有效手段。

关于学习行为的影响，大白鼠等小动物按押踏板时给予水和饲料．则大白鼠按押踏板获取水与饲料的行为增强。一般将这种按押踏板获取食物成为正性强化因子。如果在大白鼠按押踏板时给予电刺激，动物则会形成回避反射。这种按押踏板受到电刺激称为负性强化因子。依据按押踏板的次数以及时间间隔和强化教育方法的关系，可有定时间隔程序、定率强化程序、低频度差别强化程序等一些教育训练方法。

在正性强化的情况下，安非他明可以促使作为必要训练程序的定时间隔程序等低反应率增加，而使定率强化程序等高反应率作为必要训练程序的反应率减少。因原来的反应率变化导致药物药物特异性抑制。这说明多巴胺的阻断效果与反复性动作的抑制效果之间的密切关系。因此临床治疗上使用抗精神病药物治疗安非他明滥用所致的反复性动作。这些研究成果也为精神病症状的出现与多巴胺有密切关系的学说提供了有利的依据。

比较安非他明的光学异构体，证明D-安非他明引起自发运动量亢进，中枢性兴奋作用的效果更强。有学者研究发现D-安非他明在神经突触间抑制去甲肾上腺素的作用强于L-安非他明。但D
型和L型安非他明对多巴胺的再摄取抑制作用并没有明显差异。因此，研究人员推测安非他明类兴奋剂的中枢性兴奋效果主要是通过脑内的去甲肾上腺素递质系统，特别是大脑皮质以及小脑背侧的去甲肾上腺素系统。不过，也有人报告即使破坏中枢的去甲肾上腺素系统，安非他明的自发运动量亢进作用并不受到影响。因此，儿茶酚胺和自发运动量之间的关系还没有得到完全的阐明。

5-羟色胺(Serotonin
5-HT)也参与安非他明类兴奋剂的中枢性兴奋作用。安非他明促使神经末梢释放5一羟色胺，抑制5一羟色胺的再摄取和使5一羟色胺受体的反应性下降。但这种作用相对与去甲肾上腺素来说，需要在大剂量的情况下才能发挥效果。现在认为安非他明类兴奋剂使用后性行为的改变与神经中枢5-羟色胺系统有直接关联。众所周知，安非他明尤其是甲基安非他明具有明显的刺激性欲和增强性感，推迟性高潮到达的作用。故有的使用者可以连续性交数小时之久。根据日本学者的分析，使用甲基安非他明的动机，日本主要偏向欣快感和性欲的增强；所以，在日本吸毒者往往将冰毒作为性欲的增强剂。而在欧美，吸毒者使用安非他明的动机主要是追求陶醉般的幻觉感受。