Normalno djelujući kao kemijski glasnici između živčanih stanica i mozga i tijela, neurotransmiteri mogu regulirati neurološku aktivnost, raspoloženje i obrasce spavanja. Neki pokreću reakcije dok drugi inhibiraju signale; razni glasnici koji se kreću preko neuronskih sinapsa mogu regulirati druge neurotransmitere ili proizvesti one koji su potrebni. Nedostatak ili višak bilo čega može uzrokovati fizičke i psihičke probleme. Testiranje neurotransmitera, koje se često provodi pomoću uzorka krvi ili urina, obično određuje razine kemijskih glasnika, modulirajućih spojeva ili supstanci prekursora. Često se izvodi za osobe s stanjima poput nesanice, anksioznosti, depresije, kao i poremećaja pažnje (ADD).
Neurotransmiteri, ili endogene kemikalije, obično se šalju iz mozga u ostatak tijela kroz krvotok. Stoga se mogu pronaći u krvnom testu, ali ih često filtriraju bubrezi, pa testiranje neurotransmitera često otkriva prekomjerne vrijednosti kroz uzorak urina. Znanstvenici u laboratoriju mogu analizirati te uzorke kako bi pronašli nedostatke ili preopterećenja, kao i potražiti neravnoteže u hranjivim tvarima i hormonima koji ponekad utječu na proizvodnju.
Postoje testovi koji mogu tražiti razine inhibitornih neurotransmitera, koji često reguliraju druge kemikalije. Oni obično smiruju osobu i dopuštaju joj da spava i bude manje agresivan. Primjeri uključuju agmatin, koji se može suprotstaviti utjecaju glutamata; ovo je jedan od glavnih ekscitatornih spojeva u mozgu koji često kontrolira moždanu funkciju, učenje i pamćenje. Međutim, višak glutamata može ubiti živčane stanice, a abnormalne razine često se vide u raznim neurološkim bolestima. Ispitivanje neurotransmitera na ekscitatorne kemikalije obično je važno kada netko doživi traumu mozga, hipoglikemiju ili simptome bolesti poput Parkinsonove ili Alzheimerove bolesti.
Dopamin je kemikalija koja obično kontrolira središnji živčani sustav, kao i kardiovaskularnu i bubrežnu funkciju. Obično pomaže u regulaciji i drugih hormona. Testiranje neurotransmitera često je važno za otkrivanje razine ove kemikalije, ali i za epinefrin, odnosno adrenalin, u koji se može pretvoriti. Dopamin se također stvara od tirozina, aminokiseline, pa se niske razine neurotransmitera ponekad prate nedostatkom proteina.
Ispitivanje neutrotransmitera također se provodi za kemikalije kao što je gama-amino maslačna kiselina (GABA), jedna od najčešćih inhibitornih kemikalija u mozgu. Često se ispituju i glutamat i njegov preliminarni oblik glutamina. Problemi sa spavanjem i upalom često zahtijevaju testove na histamin, dok se kompulzija, tjeskoba i depresija često liječe nakon ispitivanja neurotransmitera razine serotonina.