La Ketamina è un composto appartenente alla classe delle arilcicloesilammine, caratterizzate cioè da due anelli (uno saturo ed uno aromatico) che presentano un gruppo amminico. È un composto chirale e la maggior parte delle preparazioni farmaceutiche di Ketamina sono racemiche, anche se alcune marche vantano differenze di proporzioni tra gli enantiomeri. L'enantiomero farmacologicamente più attivo è la ("S")-ketamina.