Beyin birçok sinyal ileticiler yani nörotransmitter salgılıyor. Geçtiğimiz yıllar boyunca araştırmacılar nörotransmitterlerin duygudurum bozukluklarındaki rolünü anlamaya çalıştılar. En çok çalışan iki nörotransmitter, norepinefrin ve serotonindir. Araştırmalar, düşük seviye norepinefrinin depresyona, yüksek düzeyin ise maniye yol açtığını öne sürmekte. Serotonin düzeyindeki değişimin ruh halini etkilediği düşünülür. Yine düşük seviyedeki serotoninin depresyona neden olduğunu söyleniyor. Bilim adamları depresyon konusunda fiziksel bulgular elde etme çabasındalar.

Beyinde kimi bölgeler üzerinde yapılan araştırmalara göre ise depresyon anında beyin hücrelerinin form değiştirildiği tespit edildi. Depresyondaki hastalarda beynin hipokampus alanında bazı değişimlerin gözlendiği, depresyon sonrasında ise tüm değerlerin eskisi gibi normalleştiği iddia ediliyor.