うつ病のモノアミン仮説は生物学的な仮説であり、脳内のモノアミン神経伝達物質（セロトニン、ノルアドレナリン、ドーパミン等）の減少によって起こるとされる。しかし、今日に至るまで直接的な証拠は見つかっていない。確証を得られるような発見がなく、また、発見の多くは仮説に矛盾するか対立するものである。健康な人々に対して、セロトニン、ノルアドレナリン、ドーパミンを実験的に減少させても、全く気分に影響しない。
セロトニン仮説.
カテコールアミン仮説.
直接的な根拠はほとんどなく、シルドクラウトは「根拠のほとんどは間接的で、感情の変化を引き起こすレセルピン、アンフェタミン、そしてモノアミン酸化酵素阻害作用のある抗うつ薬など、薬の薬理学的研究から推論しています」と述べている。カテコールアミン仮説は、抗うつ薬には偽薬より効果があるという仮定と、ノルアドレナリンを減少させる「レセルピン」に抗うつ薬としての効果があると知らなかったことによる勘違いである。「レセルピン」によって一部の患者に生じる抑うつ症状や自殺は、うつ病ではなく、アカシジアである。
統合失調症のドーパミン仮説.
統合失調症の原因を研究する中で、脳の中脳辺縁系経路のドーパミン機能に関心が置かれた。この関心は主に、フェノチアジンとして知られるドーパミン機能を遮断する薬剤群が精神症状を減らしたという偶然の発見によるものである。また、ドーパミンの放出を引き起こすアンフェタミンが統合失調症の精神症状を悪化させる可能性があるという事実によっても支持されている。
統合失調症のドーパミン仮説として知られる有名な仮説は、統合失調症の（陽性症状の）原因はドーパミン経路の機能不全が関係していると述べている。この仮説は、現在、過度に単純化し過ぎていると全般に説明されている。一因は、（非定型抗精神病薬と呼ばれる）新しい抗精神病薬は（定型抗精神病薬と呼ばれる）古い薬と同等の効果があり、また、セロトニン機能に作用し、ドーパミンの遮断効果がやや少ないからである。
議論.
」と述べている。