La marihuana altera el funcionamiento del cerebro en la medida en que contiene más de 400 sustancias químicas, entre ellas el THC (trahidrocannabinol). Como el THC es el principal ingrediente activo en la marihuana, la cantidad presente en cada cigarrillo determina su potencia, y por lo tanto, sus efectos. El contenido de THC en la marihuana ha venido aumentando a nivel mundial desde los años 80.

El THC en la marihuana se absorbe rápidamente en los tejidos grasos de varios órganos del cuerpo. En general, las pruebas de orina de rutina pueden detectar restos (metabolitos) del THC días después del consumo de la droga. Sin embargo, en el caso de los que fuman mucho, a veces los metabolitos del THC se pueden detectar hasta varias semanas después de haber dejado su consumo, de acuerdo a datos del Instituto Nacional sobre el Abuso de Drogas de Estados Unidos. Algunas personas no sienten nada cuando fuman marihuana, otras se sienten relajadas, esto se debe a las regiones del cerebro sobre las cuales actúa la marihuana y cómo ejerce sus efectos a través de sitios específicos llamados receptores cannabinoides.

Estos receptores se encuentran en regiones del cerebro que influyen sobre el aprendizaje y la memoria, el apetito, la coordinación y el placer. Algunos consumidores se sienten ansiosos y tienen pensamientos de paranoia (esto es más probable con las variedades más fuertes de la marihuana).

El consumo de manera regular de la marihuana también ha estado asociado con la depresión, la ansiedad y el síndrome amotivacional, que es cuando el usuario pierde la motivación o ambición para participar en actividades que antes disfrutaba. La marihuana también hace que los usuarios se sientan con hambre, aunque sus efectos pueden ser impredecibles cuando se mezcla con otras drogas.

Sustancias químicas son las que se estima se encuentran en una dosis de marihuana.