Durant dècades, els científics han estudiat la mecànica de l'amor, és a dir, la manera com s'expressa al cervell i com afecta el nostre organisme. Falta molt per saber, però al llarg d'aquests anys hi ha hagut estudis que han localitzat les àrees cerebrals específiques que reaccionen davant d'una persona de qui ens enamorem. Concretament les que s'activen són l'illa medial, l'escorça cingolada anterior i segments del cos estriat dorsal. En canvi, altres zones es desactiven, com l'escorça prefrontal dreta, l'escorça parietal bilateral i les escorces temporals.
Queda clar, doncs, que en el procés amorós intervenen moltes regions cerebrals diferents, hormones i neurotransmissors. Hi ha algunes hipòtesis que correlacionen aquesta activació i desactivació de certes àrees del cervell amb comportaments i actituds específics associats amb l'amor romàntic. Per exemple, aquesta activació produeix altes concentracions de la dopamina, un neuromodulador que està associat amb la recompensa, el desig, l'addicció i els estats eufòrics. Aquesta és la raó per la qual les persones enamorades experimenten més energia i ànims.
Al seu torn, quan els nivells de dopamina augmenten, els nivells d'un altre neurotransmissor, la serotonina, disminueixen, la qual cosa afecta la gana i l'estat d'ànim. D'aquesta forma, en les primeres fases de l'enamorament, les persones poden experimentar una disminució de la serotonina a nivells que són comuns en aquells que, per exemple, pateixen trastorns obsessiu compulsius.
Uns altres dos neuroquímics que apareixen en concentracions més altes quan una persona està enamorada són l'oxitocina i la vasopressina. Aquests dos neurotransmissors forgen els llaços d'unió i estan associats amb el sistema de recompensa del cervell. Tanmateix, una petita àrea del cervell anomenada amígdala es desactiva. És la part del cervell que coordina les respostes de por, per la qual cosa les respostes a la por s'esmorteeixen. Una altra zona que es desactiva és l'escorça frontal, responsable dels processos cognitius complexos, la qual cosa pot explicar per què sembla que les persones perden la raó quan s'enamoren.
Els científics han analitzat també si les àrees que incrementen i disminueixen la seva activitat amb l'enamorament també experimenten una cosa semblant amb el desig sexual. Els resultats mostren que, encara que tant l'amor com el desig estan connectats amb una àrea del cervell anomenada cos estriat, cadascun activa ubicacions específiques i diferents en aquesta àrea. El desig activa àrees associades amb respostes de recompensa automàtiques, com menjar, beure i tenir relacions sexuals.
L'amor, d'altra banda, activa les parts del cos estriat associades amb les respostes de recompensa apreses, és a dir les coses que a través de l'experiència arribem a associar amb sensacions agradables en el temps. Curiosament, aquesta és també la part que està vinculada a l'addicció, el que ha portat als investigadors a suggerir que l'amor mateix pot manifestar-se com una addicció al cervell.