In entrambe le condizioni si registra una disfunzione autonomica ed una alterazione dello stato mentale. Tuttavia, in realtà sono condizioni molto diverse caratterizzate da una disfunzione di fondo molto diversa (serotonina in eccesso versus blocco dopaminergico). Sia il decorso che le caratteristiche cliniche della sindrome maligna da neurolettici possono differire significativamente da quelle della tossicità da serotonina.