受到最廣泛研究的神經遞質是5-羥色胺它是一種能產生愉悅情緒的信使幾乎影響到大腦活動的每一個方面從調節情緒精力記憶力到塑造人生觀抗抑郁藥如鹽酸氟西汀就是通過提高腦內5-羥色胺水平而起作用的（但是科學家們已認識到事情遠沒有這么簡單問題有時不僅僅出在神經遞質缺乏上新的研究著眼于神經細胞的接收裝置─樹突上的受體考慮它們的數量及敏感程度是否足以正常結合并處理神經遞質如果受體沒有足夠的活性信息將無法傳遞下去那么不論大腦中有多少游離的神經遞質都是徒勞的受體缺陷能導致諸多的麻煩）5-羥色胺水平較低的人群更容易發生抑郁沖動行為酗酒自殺攻擊及暴力行為科學家們甚至通過改變實驗動物腦內5-羥色胺的水平使他們更具有攻擊性

有趣的是女性大腦合成5-羥色胺的速率僅是男性的一半這點可能有助于解釋為何婦女更容易患抑郁癥隨著年齡的增長5-羥色胺作用通路的工作效率會出現下降因為活化5-羥色胺的受體減少了據一項研究顯示60歲與30歲的人相比大腦中5-羥色胺特異受體的數目已減少了60%由于5-羥色胺的效力下降隨年齡增長患抑郁癥的可能性增加

對伴抑郁的酒精使用障礙患者SSRIs能改善焦慮和抑郁直接減少酒精吸收達15%20%但某些患者服SSRIs反而增加飲酒行為對不伴抑郁的酒精使用障礙患者SSRIs的研究結果混亂當SSRIs治療酒精依賴患者時能加重SSRIs的胃腸不良反應減少患者對酒的渴求程度減少飲酒量

另外5-羥色胺還能增強記憶力并能保護神經元免受興奮神經毒素的損害因此充足的5-羥色胺確實能在老化過程中防止腦損害發生

除此之外曾在醫學物理實驗中血清素在旁效應中體現了一定的致死細胞的作用