Man antar at serotonin er viktig for regulering av kroppstemperatur, humør, søvn, oppkast, seksualitet og appetitt. Lave mengder av serotonin kan være årsaken til blant annet klinisk depresjon, migrene, tinnitus, fibromyalgi, bipolar lidelse, tvangslidelser og angstlidelser. Avvik i serotoninsystemet kan også ha en sammenheng med krybbedød hos spedbarn.