هزاران سال است که انسان، به دنبال یافتن مکانیزم فرآیند «عشق» بوده. تا اوائل قرن بیستم، عشق را پدیده ای برآمده از «روح» میدانستند. یافته های جدید دانش عصب شناسی نشان داده، که عشق نتیجه تغییرات شیمیایی در مناطقی از مغزاست ، که مسئول پدیده و یا احساس عشق هستند. همچنین تغییرات شیمیایی در قسمتی از شبکه های مغزیِ پاداش«reward»، منجر به نمودِ حس عشق در انسان می شود.

عشق نتیجه ی واکنشهای سه ماده شیمیایی در سلولهای عصبی (نوروترانسمیتِرها) هست. این مواد شیمیایی عبارتند از: دوپامین، نوراِپی نِفْرین، و سِرُوتونین.
دوپامین مهمترین عامل در ایجاد عشقهای رومانتیک است. این ماده شیمیایی قویترین ماده عامل تغییرات خلق و خو در انسان است و بر روی فرآیندهای توجه، انگیزه و اعتیاد، نقش اساسی دارد. به علت همین تاثیر بر فرآیند اعتیاد است، که برخی اذعان دارند که عشقشان اعتیاد گونه است، و کیفیت آنرا به نوعی، به مصرف داروهای اعتیادآور تشبیه میکنند. دوپامین همچنین نقش اساسی در پدیده «یافتن شریک جنسی» در مغز دارد. در یک پژوهش با تزریق ماده مهار کننده دوپامین به داخل مغز موش، باعث توقفِ، فرآیندِ یافتنِ شریک جنسی در موش شدند.
ماده شیمیایی دیگر نوراِپینِفرین است. این ماده عهده دار ِحالت هایی است که عشق را همراهی می کنند، مانند حس سرخوشی. این حس همراه با ازدیاد ضربان قلب، و نوعی اضطراب خوش آیند است. اما نوراِپینِفرین باعث چند عارضه ناخوشایند در فرد عاشق نیز میشود، از جمله بی اشتهایی و بیخوابی.
سوّمین ماده شیمیایی، سِرُوتونین است. این ماده باعث بیقراری، و اندیشیدن دائم به معشوق میشود. برخلاف دو ماده شیمیایی بالا، در فرد عاشق، میزان سِرُوتونین کاهش میابد. در این مورد هر چه میزان سِرُوتونین پایینتر باشد، میزان اندیشیدن به معشوق، افزایش می یابد. در حقیقت این پایین بودن میزان سِرُوتونین است که، باعث « وسواس فکری » شده، و به دنبال آن اندیشیدن وسواس گونه نسبت به معشوق شکل می گیرد.

برای عملکرد «جفت گیری» در انسان، وجود دو هورمونِ جنسی ِ استروژن و تِستسترون، لازم بوده، و میزان معینی از تستسترون در مغز زنان و مردان برای تنظیم رفتارهای جنسی آنها ، اهمیت بسیار دارد. در فرآیند آمیزش جنسی، میزان تستسترون افزایش می یابد و این افزایش، باعث ازدیاد بیشتر دوپامین و نوراِپینِفرین میشود.

در حالت هایی چون دلبستگی، و احساس خوشی و آرامش که در کنار معشوق ایجاد می شود، دو هورمون به نامهای «وازوپِرِسین» و «آکسی توسین» نقش اساسی دارند. این دو هورمون مسئول «نوازش و هم آغوشی» هستند. قبل از هم آغوشی، میزانِ وازوپِرِسین در پستانداران نر، و آکسی توسین در پستانداران ماده، افزایش میابد. هورمون وازوپِرِسین نقش جالبی در یافتن شریک جنسی، و دلبستگی خانوادگی در مردان دارد. در پژوهشی در اروپا، مردانی که دارای تغییر ژنِ وازوپِرِسین ( نوع V1aR) بودند، کیفیت ازدواجشان پایین تر بود، و دو برابر بیشتر از انواع دیگر ژنِ وازوپِرِسین، بحرانهای زناشویی داشتند.

در عشقهای غیر رومانتیک مانند عشق مادر به فرزند، میزان دوپامین ، به همراه آکسی توسین و وازوپِرِسین، افزایش می یابد ولی فعالیت ناحیه میانی مغز (هیپوتالاموس که باعث ازدیاد هورمونهای جنسی است) زیاد نمی شود.

باید توجه داشت که یافتن اساس شیمیایی عشق، به هیچوجه نباید تاثیری در نوع نگاه ما به این پدیده زیبا داشته باشد. در حقیقت، با درک اینکه این پدیده پیچیده از مغز ما آغاز میگردد، به ما نگرش جدیدی از خلاقیت سیستم عصبی ما میدهد.