Dalam sistem saraf pusat (SSP), mediator utama gejala gangguan kecemasan antara lain norepinefrin, serotonin, dopamin, dan asam gamma-aminobutyric (GABA). Neurotransmiter dan peptida lain, seperti faktor pelepas kortikotropin, mungkin terlibat. Secara periferal, sistem saraf otonom, terutama sistem saraf simpatis, menjadi perantara banyak gejala.