Das Racemat Ketamin besteht aus den beiden Enantiomeren S-Ketamin und R-Ketamin, wobei das Eutomer S-Ketamin stärker anästhetisch und analgetisch wirksam ist, sowie weniger Nebenwirkungen (Halluzinationen und Verwirrungszustände) verursacht (Hustveit 1995a; Hirota 1999a). Die Summenformel lautet C13H16ClNO und das Molekulargewicht beträgt 238 (Reich 1989a; Plumb 1999a). Es ist ein weisses, kristallines Pulver mit einem Schmelzpunkt von 258 - 261°C. Ketamin besitzt einen charakteristischen Geruch und präzipitiert bei einem hohen pH als freie Base (Plumb 1999a). Ein Gramm Ketamin ist in 5 ml Wasser oder in 14 ml Alkohol löslich. Der pH der wässrigen Lösung liegt zwischen 3,5 - 5,5 (Plumb 1999a).
Ketamin kann in destilliertem Wasser, Kochsalz- und 5%igen Dextroselösungen aufgelöst werden; es ist mit Xylazin in einer Mischspritze kompatibel.
Ketamin sollte nicht mit Diazepam oder Barbituraten in derselben Spritze oder in einem Infusionsbeutel gemischt werden, da Präzipitate entstehen könnten (Plumb 1999a).