者的大脑与健康人的大脑结构有所不同。尽管结论有矛盾之处，元分析显示有足够的证据表明患者脑内海马体体积减小，脑部高信号异常增加。这些高信号与晚年发病有关，这一观察结论促进了血管性抑郁的相关理论的发展。重度抑郁症可能与海马体（大脑中的情绪与记忆中心）的神经发生有关。有些患者身的海马体神经元减少，这有可能造成了记忆力受损和心境抑郁。抗抑郁药物会通过提高5-羟色胺在脑内的水平，可能由此刺激了神经发生，导致海马体的质量增加并最终可能使患者恢复正常的心境与记忆力。抑郁症与大脑内的前扣带皮层中调整情绪的区域也有类似关