La serotonina influenza direttamente e indirettamente il comportamento sessuale. Lo fa sia perché circuiti della serotonina sono direttamente implicati nella percezione dei sentimenti di empatia e legame emotivo (che si crede siano indotti da un aumento della quantità di questo neurotrasmettitore in particolari neuroni e che porta tra l’altro al rilascio di ossitocina) sia perché i circuiti della serotonina sono in grado di regolare indirettamente l’attività di altri neurotrasmettitori implicati nella percezione del desiderio sessuale, ad esempio della dopamina (in questo caso un aumento dei livelli di serotonina causa un calo di quelli di dopamina, nonché altri effetti sul sistema nervoso centrale, che generalmente comportano una diminuzione della libido). È per questo che molti farmaci antidepressivi, che agiscono direttamente sui circuiti della serotonina, sono in grado di influenzare pesantemente il comportamento sessuale, causando in taluni casi disfunzioni sessuali anche di lungo periodo.