I meccanismi alla base degli effetti descritti sono ancora in fase di studio. È noto che la sola presenza di un animale durante situazioni percepite come stressanti (per esempio, leggere ad alta voce davanti ad altre persone) riduca i livelli di ansia, la pressione sanguigna e il battito cardiaco. Studi scientifici hanno mostrato come il contatto fisico con un animale induca una riduzione, nel sangue, dei livelli degli ormoni responsabili della risposta allo stress (cortisolo). Parallelamente, esso causa un aumento delle quantità di ormoni e neurotrasmettitori in grado di determinare emozioni positive (endorfine e dopamina) e di ridurre l’ansia e lo stress. Ciò determina anche un miglioramento delle relazioni con gli altri e dell’umore (attraverso la stimolazione dell’ossitocina, un neuropeptide secreto dall’ipotalamo). I risultati delle ricerche più recenti dimostrano, inoltre, come relazioni basate sull’affetto e l’attaccamento possano effettivamente stabilirsi tra specie diverse e determinino anche una regolazione reciproca delle emozioni e dei comportamenti.