یکی از علل بیولوژیکی بالقوه افسردگی، عدم تعادل در انتقال دهنده‌های عصبی است که در تنظیم خلق و خو نقش دارند. برخی از انتقال دهنده‌های عصبی، از جمله دوپامین، سروتونین و نوراپی نفرین، نقش مهمی در خلق و خو دارند.

انتقال دهنده‌های عصبی مواد شیمیایی هستند که به نواحی مختلف مغز کمک می‌کنند تا با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. هنگامی‌که برخی از انتقال دهنده‌های عصبی کمبود دارند، ممکن است منجر به علائمی شود که ما به عنوان افسردگی بالینی می‌شناسیم.

این تئوری افسردگی نشان می‌دهد که داشتن بیش از حد یا خیلی کم برخی از انتقال‌دهنده‌های عصبی باعث افسردگی می‌شود یا حداقل به آن کمک می‌کند.

در حالی که این توضیح اغلب به عنوان یکی از دلایل اصلی افسردگی ذکر می‌شود، هنوز ثابت نشده است و بسیاری از کارشناسان معتقدند که تصویر کاملی از عوامل پیچیده ای که در ایجاد افسردگی نقش دارند را ارائه نمی‌دهد.

داروهای درمان افسردگی اغلب بر تغییر سطح برخی مواد شیمیایی در مغز تمرکز دارند. برخی از این درمان‌ها شامل مهارکننده‌های انتخابی بازجذب سروتونین (SSRIs)، مهارکننده‌های بازجذب سروتونین نوراپی‌نفرین (SNRIs)، مهارکننده‌های مونوآمین اکسیداز (MAOIs) و ضد افسردگی‌های سه حلقه‌ای (TCAs) هستند.