El objetivo de esta revisión consiste en exponer los principales avances en la investigación reciente con sustancias psicodélicas en las neurociencias y sus aplicaciones psioterapéuticas. La acción de la psilocibina, un agonista del receptor 5-HT2A, ha sido asociada a una desactivación en la Default Mode Network (activada durante la introspección y pensamientos auto-referentes), un mayor acceso a la memoria autobiográfica, un sesgo atencional emocionalmente positivo y a reducciones en la sintomatología de trastornos de ansiedad y de ánimo. Se ha planteado que la 3,4-metilendioximetanfetamina (MDMA) podría asistir de forma significativa el proceso terapéutico en casos con Trastorno por Estrés Postraumático al fortalecer la alianza terapéutica y permitir una reelaboración de recuerdos traumáticos con menores conductas de evitación. Sus mecanismos terapéuticos se han asociado a la liberación de oxitocina y a una mayor regulación desde áreas frontales hacia la amígdala. Adicionalmente, la administración de ayahuasca (brebaje de origen amazónico que contiene dimetiltriptamina, la cual actúa sobre el receptor 5-HT2A) y ketamina (agonista de receptores NMDA) en estudios iniciales ha resultado en reducción de uso problemático de cocaína, heroína, alcohol, tabaco como también en el "craving" asociado a su consumo. Si bien la investigación moderna de substancias con propiedades psicodélicas es reciente, resultados iniciales fomentan un mayor número de investigaciones para dilucidar los potenciales riesgos, beneficios y mecanismos de acción asociados a su administración.