Нейротоксичность — это способность химического вещества вызывать повреждение или гибель нервных клеток (нейронов). Не все ПАВ обладают прямым нейротоксичным действием, но некоторые из них, особенно при хроническом употреблении в больших дозах, могут нанести вред. Например, высокие дозы метамфетамина могут повредить дофаминовые и серотониновые нейроны. Злоупотребление MDMA, по некоторым данным, может привести к повреждению серотониновых аксонов. Хроническое употребление алкоголя также оказывает выраженное нейротоксическое действие. Механизмы повреждения различны и включают оксидативный стресс, эксайтотоксичность (гиперстимуляция нейронов) и нарушение энергетического обмена в клетках.