Kada tijelo doživi stres, ono pokreće složeni niz interakcija između živčanog i endokrinog sustava, koji regulira hormone. Živčani sustav osjeća i interpretira događaje, a ako se percipira stres, endokrini sustav se upozorava dok se simpatički živčani sustav aktivira. Kemijsko signaliziranje hormonima pokreće sićušna struktura u mozgu, hipotalamus. Koristeći električnu signalizaciju živčanog sustava, hipotalamus pokreće oslobađanje hormona od strane endokrinih žlijezda. Brzina otkucaja srca, disanje, probava i niz drugih metaboličkih procesa pod utjecajem su zamršenih interakcija između hormona, stresa i živčanog sustava.
Središnji živčani sustav, koji se sastoji od mozga i leđne moždine, brzo šalje i prima električne signale putem neurona koji djeluju poput puteva za razmjenu poruka. Signali iz perifernog živčanog sustava prenose se u mozak radi interpretacije. Mozak odgovara slanjem električnih poruka koje pokreću mišiće da djeluju. Osim kontrole pokreta, mozak osjeća emocionalni, fizički ili mentalni stres i signalizira endokrinom sustavu da oslobodi odgovarajuće hormone kao odgovor na percipiranu hitnu situaciju. Reakcije živčanog sustava na stres normalno funkcioniraju kako bi zaštitile ljude od ozljeda, ali kronični stres preplavljuje sustav.
Kako bi se nosio sa stresom, simpatički živčani sustav aktivira reakciju borbe ili bijega – što izaziva porast adrenalina, ubrzanje rada srca i disanja, povišen krvni tlak i usporenu probavu. To priprema tijelo da brzo djeluje u hitnim slučajevima. Bliske veze između stresa i živčanog sustava mogu uzrokovati probleme kada je stres kroničan i hitna reakcija zaglavi u položaju “uključeno”. Anksioznost, problemi sa spavanjem i oštećenje srca mogu se pojaviti ako je stres pretjeran. Kronični stres sprječava parasimpatički živčani sustav da vrati tijelo u uravnoteženo, opušteno stanje.
Stres uzrokuje da endokrini sustav otpušta hormone koji imaju brze i široke učinke na cijelo tijelo. Djelovanje imunološkog sustava je depresivno, a zacjeljivanje i popravak tkiva usporava, dok aktivacija simpatičkog živčanog sustava povećava stres koji tijelo osjeća. Mogu se razviti emocionalni problemi, uključujući anksioznost i depresiju. Probavno funkcioniranje je narušeno i mogu se pojaviti bolesti povezane sa stresom, poput kronične probavne smetnje ili sindroma iritabilnog crijeva. Medicinski stručnjaci savjetuju da ljudi nauče kako upravljati stresom kako bi pomogli u kontroli potencijalnih problema s kroničnim stresom i odgovorom živčanog sustava.