Serotonin utnyttes i flere ulike distinkte system i menneskekroppen, blant annet er serotonin både vanlig og viktig for hjernen, tarmsystemet og man har også hentydninger av den i blodsirkulasjonen hvor den blant annet har evnen til å aggregere (starte sammenklumping av) trombocytter ved leging av sår. I sentralnervesystemet forekommer serotonin først og fremst i en rad basale strukturer i hjernebroen (pons) som er lokalisert til den forlengede margen (medulla oblongata). I mange synapser i nervesystemet fungerer serotonin som transmittersubstans. Serotonin tilhører gruppen monoaminer, sammen med dopamin, noradrenalin og adrenalin. Monoaminer er en gruppe signalsubstanser som dannes ved lignende metabolske syntesereaksjoner, gjennom en særskilt dekarboxyleringsreaksjon.