В развитии депрессии большую роль играют нарушения функции структур головного мозга, нейроэндокринной (гипоталамо-гипофизарной и др.) и нейрохимической (норадренергической, дофаминергической, серотонинергической и др.) систем. Определенные факторы (вещества, заболевания) могут нарушать синтез и распад нейромедиаторов, а также изменять количество рецепторов и силу связывания с ними. Возникающие нарушения нейротрансмиссии (передачи нервного импульса) приводят к возникновению клинических проявлений заболевания.

Так, при изменении уровня серотонина появляются тахикардия, учащённое дыхание, расстройства кишечника, усиленное потоотделение, дискомфорт в грудной клетке и другие. При изменении уровня катехоламинов (норадреналина и дофамина) наблюдаются апатия, дисфория, ангедония, снижение работоспособности.

Изменения уровня адренокортикотропного гормона (АКТГ) при нарушениях гипоталамо-гипофизарной системы или нейротрофического фактора мозга (Brain Derived Neurotrophic Factor — BDNF) сопровождаются повышенной утомляемостью и неустойчивостью к стрессам, неуверенностью в себе. Причинами развития различных болей при депрессивных состояниях являются нарушения в системе эндогенных опиоидных рецепторов (уменьшение плотности рецепторов в мозге), вызывающие снижение порога болевой чувствительности.