Forskning om effekten av lysterapi på vinterdepresjon tyder på at mangel på lys kan knyttes til redusert aktivitet i det serotonerge systemet og til forstyrrelser i søvnsyklus. Eksponering for lys aktiverer også det serotonerge systemet og støtter teorien om at systemet spiller en viktig rolle ved depresjon. Søvndeprivasjon (frivillig mangel på søvn) og lysterapi er begge rettet mot de samme nevrotransmitter-systemene og hjerneområdene som antidepressiva og brukes nå klinisk for å behandle depresjon. En kombinasjon av lysterapi, søvndeprivasjon og søvnforskyvning blir brukt for raskt å avbryte en dyp depresjon hos innlagte pasienter.