抑郁症会引发大脑海马体体积变化、前额叶皮质功能异常及大脑神经递质失衡。海马体体积减小影响认知功能，儿童和老年抑郁症患者受影响不同；前额叶皮质功能异常与情绪调节等相关，生活方式等因素会加重其异常，女性更易出现；血清素和去甲肾上腺素失衡会导致抑郁症状，不同人群因自身特点更易出现相应神经递质失衡。
一、海马体体积变化
抑郁症患者大脑中海马体体积往往会减小。多项神经影像学研究表明，长期处于抑郁状态的人群，其海马体体积较健康人群平均减少约10%-15%。海马体在学习、记忆等认知功能中起关键作用，体积的减小会影响患者的记忆能力和学习新事物的能力，对于儿童抑郁症患者，可能会对其学业表现产生负面影响，因为海马体发育与儿童的认知发展密切相关；而对于老年抑郁症患者，可能会加速认知衰退进程，增加患阿尔茨海默病等认知障碍疾病的风险。
二、前额叶皮质功能异常
前额叶皮质在情绪调节、决策制定等方面发挥重要作用。抑郁症患者前额叶皮质存在功能异常，脑血流量减少，神经递质传递异常。例如，前额叶皮质中与情绪调节相关的区域活动减弱，使得患者难以有效调节自己的情绪，容易陷入持续的低落情绪中。在生活方式方面，长期的压力、缺乏运动等因素可能会加重前额叶皮质的功能异常，而对于女性抑郁症患者，由于激素水平的变化等因素，可能更容易出现前额叶皮质功能的紊乱，进而加重抑郁症状。
三、大脑神经递质失衡
1.血清素（5-羟色胺）：抑郁症患者大脑中血清素水平通常低于正常水平。血清素参与调节情绪、睡眠等多种生理功能。研究发现，血清素水平降低会导致神经突触间信号传递异常，使得患者出现情绪低落、兴趣减退等抑郁症状。在病史方面，如果患者有长期的应激事件史等，更容易引发血清素的失衡，而儿童抑郁症患者由于大脑发育尚未完全成熟，血清素系统相对脆弱，更容易受到外界因素影响而出现失衡情况。
2.去甲肾上腺素：去甲肾上腺素也是与抑郁症密切相关的神经递质。抑郁症患者体内去甲肾上腺素功能不足，会影响神经系统的兴奋性，导致患者出现精神运动性迟滞、注意力不集中等症状。对于老年抑郁症患者，随着年龄增长，去甲肾上腺素能神经元功能逐渐衰退，再加上可能存在的慢性疾病等病史，更容易出现去甲肾上腺素的失衡，从而加重抑郁状态。
