Dažnai sakoma, kad depresija atsiranda dėl cheminio disbalanso, tačiau ši kalbos figūra neatspindi ligos sudėtingumo. Tyrimai rodo, kad depresija kyla ne dėl to, kad tam tikrų smegenų cheminių medžiagų yra per daug ar per mažai. Atvirkščiai, yra daug galimų depresijos priežasčių, įskaitant netinkamą nuotaikos reguliavimą smegenyse, genetinį pažeidžiamumą ir stresinius gyvenimo įvykius. Manoma, kad kai kurios iš šių jėgų sąveikauja sukeldamos depresiją. Žinoma, šiame procese dalyvauja cheminės medžiagos, tačiau tai nėra paprastas dalykas, kai vienos cheminės medžiagos yra per mažai, o kitos per daug. Atvirkščiai, dalyvauja daug cheminių medžiagų, veikiančių tiek nervų ląstelėse, tiek išorėje. Yra milijonai, net milijardai cheminių reakcijų, kurios sudaro dinaminę sistemą, kuri yra atsakinga už jūsų nuotaiką, suvokimą ir gyvenimo patirtį.
Mokslininkai daug sužinojo apie depresijos biologiją, tačiau jų supratimas apie depresijos biologiją toli gražu nėra baigtas. Pagrindiniai depresijos biologijos pasiekimai apima sąsajų tarp konkrečių smegenų dalių ir depresijos padarinių radimą, atradimą, kaip cheminės medžiagos, vadinamos neurotransmiteriais, leidžia smegenų ląstelėms bendrauti, ir genetikos bei gyvenimo būdo įvykių įtakos depresijos rizikai ir simptomams pažinimas. Populiari istorija teigia, kad emocijos gyvena širdyje. Tačiau mokslas seka jūsų emocijų vietą smegenyse. Tam tikros smegenų sritys padeda reguliuoti nuotaiką. Tyrėjai mano, kad – svarbiau nei specifinių smegenų cheminių medžiagų kiekis – nervų ląstelių jungtys, nervų ląstelių augimas ir nervų grandinių veikimas turi didelę įtaką depresijai. Vis sudėtingesnės smegenų vaizdavimo formos, tokios kaip pozitronų emisijos tomografija (PET), vieno fotono emisijos kompiuterinė tomografija (SPECT) ir funkcinis magnetinio rezonanso tomografija (fMRI) leidžia daug atidžiau pažvelgti į veikiančias smegenis, nei buvo įmanoma anksčiau.