Dysregulation av serotoninsystemet i hjärnan har varit inblandad i olika psykologiska störningar och tillstånd. Ett vanligt psykiskt tillstånd i samband med serotonin obalans är depression. Depression kännetecknas av ihållande känslor av sorg, förlust av intresse för aktiviteter och svårigheter med sömn, aptit och koncentration. Dysregulation av serotoninnivåer kan påverka humör, känslomässig reglering och förmågan att uppleva njutning, vilket är kärnan i depression.