Diferentes áreas cerebrales y sistemas de neurotransmisión se han relacionado con la modulación de los estados de ansiedad. Entre ellos se encuentran: el Hipocampo, la Amígdala, el Núcleo Accumbens, el Septo Lateral, la Corteza Frontal, los Núcleos mamilares, la Sustancia Gris Periacueductal (PAG), los Núcleos del Rafe medio y Dorsal (M/DRN) y el Locus Coeruleus (LC). Respecto a los sistemas de neurotransmisión más involucrados se hallan: el ácido gamma amino butírico (GABA) y sus receptores A y B; el Glutamato y sus receptores N-metil-D-aspartato (NMDA), glicina B (GLYB) y metabotrópicos I, II y III (MTB); la serotonina (5-HT) y sus receptores 1A, 2A, 2C, 3; la acetilcolina (Ach) y sus receptores nicotínico (n) y muscarínico (m). Nótese que algunos receptores tienen un efecto inhibitorio (-), mientras otros, uno excitatorio (+).