抑郁症对大脑有损伤，具体体现在海马体萎缩，患者常出现海马体体积减小，影响记忆能力，不同年龄段、生活方式、有无病史的患者海马体萎缩情况有差异；前额叶皮层功能异常，其活动水平降低影响情绪调控，性别、生活方式、有无合并其他精神心理疾病的患者前额叶皮层功能异常情况不同；神经递质系统紊乱，抑郁症与神经递质系统密切相关，长期抑郁症会加重紊乱，不同年龄、特殊生理时期、生活方式、有无家族史的人群神经递质系统紊乱情况有别。
海马体萎缩：众多研究表明，抑郁症患者常出现海马体体积减小的情况。海马体在记忆、学习等功能中起着关键作用，其萎缩会影响患者的记忆能力，例如抑郁症患者可能会出现近期事件遗忘等记忆障碍表现。从神经生物学角度来看，抑郁症相关的神经递质失衡（如5-羟色胺、去甲肾上腺素等）以及炎症反应等因素可能导致海马体神经元的凋亡和萎缩。在年龄方面，不同年龄段的抑郁症患者海马体萎缩的程度可能有所不同，一般来说，老年抑郁症患者海马体萎缩相对更为明显，这可能与老年群体本身脑结构的生理性退变以及抑郁症长期影响叠加有关；生活方式上，长期缺乏运动、睡眠障碍等不良生活方式会加重海马体的损伤，因为这些因素会进一步影响神经递质的平衡和炎症反应；有抑郁症病史的患者，海马体萎缩可能会持续存在，并且随着病程的延长，萎缩程度可能逐渐加重。
前额叶皮层功能异常：前额叶皮层在情绪调节、认知控制等方面发挥重要作用，抑郁症患者前额叶皮层存在功能异常。其活动水平降低，影响患者的情绪调控能力，导致情绪持续低落等抑郁症状难以缓解。从神经影像学研究可以观察到前额叶皮层的代谢降低等改变。在性别差异上，女性抑郁症患者前额叶皮层功能异常可能相对更为常见，这可能与女性的激素水平变化等因素有关；不同生活方式下，长期处于高压力生活方式的人群，前额叶皮层受抑郁症影响出现功能异常的风险更高，因为高压力会干扰前额叶皮层的正常神经功能；有抑郁症病史且合并其他精神心理疾病的患者，前额叶皮层功能异常可能会更加严重，多种精神病理因素相互作用进一步损害前额叶皮层的功能。
神经递质系统紊乱：抑郁症与大脑内的神经递质系统密切相关，如5-羟色胺系统、去甲肾上腺素系统等。神经递质的失衡是导致抑郁症发生发展的重要机制，而长期的抑郁症又会进一步加重神经递质系统的紊乱。例如，5-羟色胺系统功能异常会影响情绪、睡眠等多种生理心理过程，抑郁症患者体内5-羟色胺的合成、转运、再摄取等环节出现障碍，进而影响大脑的正常功能。在年龄因素中，儿童青少年抑郁症患者神经递质系统紊乱的表现可能与成人有所不同，儿童青少年处于神经系统发育阶段，神经递质系统的不稳定使得他们更容易受到抑郁症的影响，且神经递质的紊乱可能对其神经系统的正常发育产生长期的不良影响；女性在月经周期、孕期、哺乳期等特殊生理时期，激素水平的变化会影响神经递质系统，从而增加抑郁症患者神经递质紊乱的风险；生活方式中，过度吸烟、饮酒等不良生活方式会干扰神经递质的代谢和功能，加重神经递质系统的紊乱程度；有抑郁症家族史的人群，本身神经递质系统可能存在一定的易感性，在遭遇应激事件等情况下，更容易出现神经递质系统的紊乱而引发抑郁症，并且紊乱程度可能相对更严重。
