Eine direkte Aufnahme dieser Stoffe gespritzt (intravenös) oder geschluckt (oral) würde eine lebensgefährliche Vergiftung zur Folge haben. Aufgrund ihrer chemischen Beschaffenheit lagern sich die in den Körper gelangten Substanzen bevorzugt im fettreichen Hirngewebe und in den Nervenfasern ab. Während zu Beginn der Wirkung das Bewusstsein noch erhalten ist, sind das Schmerzempfinden und die Wirklichkeitswahrnehmung jedoch deutlich vermindert.

Wunschvorstellungen, aber auch Angstträume werden für "echt" gehalten. So kommt es zu den von Konsumierenden häufig beschriebenen Allmachtsgefühlen und Traumerlebnissen sowie zur Überschätzung der eigenen Leistungsfähigkeit.
Konsumierende fühlen sich nach einer anfänglichen Benommenheit leicht, euphorisch, sorglos und weniger gehemmt und berichten über akustische und optische Wahrnehmungsveränderungen.

Im zweiten Stadium des Narkoserausches ist das Bewusstsein deutlich eingeschränkt. Die konsumierende Person nimmt ihre Umgebung fast nicht mehr wahr und ist auch nicht mehr ansprechbar, die Sprache verwaschen. Die gesamte Körpermuskulatur macht unruhige Bewegungen (Exzitationsstadium).

Im dritten und vierten Stadium kommt es zur völligen Bewusstlosigkeit mit Erschlaffung der Körpermuskulatur und schließlich zum Atemstillstand.

Beim Inhalieren oder kurz nach dem Konsum treten häufig Erbrechen, Schnupfen, Husten und Nasenbluten als "Abwehrreaktionen" des Körpers auf.

Bei den meisten Schnüffelstoffen handelt es sich um sehr gefährliche Gifte, die bei längerem Konsum schwerwiegende Langzeitschäden hervorrufen: Verätzungen und entzündliche Veränderungen der Nasen- und Lungenschleimhäute sind die Regel. Bei chronischem Missbrauch rufen Schnüffelstoffe erhebliche Schädigungen bei Organen wie Leber und Lunge hervor. Schädigungen des Zentralen Nervensystems, des Hör- und Gleichgewichtssinns und Durchblutungsstörungen sind weitere dauerhafte Folgen.

Unter den oft sehr jungen Konsumierenden kommt es immer wieder zu Todesfällen durch Herzrhythmusstörungen und den Ausfall des Atemzentrums im Gehirn infolge von Überdosierung. Die Erstickungsgefahr ist besonders groß beim Schnüffeln aus über den Kopf gezogenen Plastiktüten.

Mischkonsum mit anderen Substanzen erhöht die ohnehin starke Belastung des Herz-Kreislaufsystems. Gleichzeitiger Konsum mit Alkohol kann die atemdepressive Wirkung vieler Schnüffelstoffe verstärken und Atemstillstand hervorrufen.

Bei konsumierenden Jugendlichen kommt es nicht selten zu schweren Schäden in der Hirnsubstanz (= Schnüffelneuropathie). Hirnzellen gehen unwiderruflich zugrunde. Je nach Ort der Schädigung im Gehirn kommt es zu erheblichen Beeinträchtigungen des Gedächtnisses, Lähmungen oder gravierenden Persönlichkeitsveränderungen. Konsumierende sind aufgrund dessen nur schwer zu behandeln, viele im Anschluss sogar dauerhaft pflegebedürftig.

Bei Schwangeren können Schnüffelstoffe zu Schädigungen des ungeborenen Kindes führen.