C'est un type de neurotransmetteur situé principalement dans le système nerveux central et le tractus gastro-intestinal.

La majeure partie de la sérotonine se trouve dans le tractus gastro-intestinal, où il régule la digestion.

Au sein du système nerveux central, la sérotonine fait partie des facteurs régulant le sommeil, l'appétit, l'humeur, l'apprentissage et la mémoire.

Certains des antidépresseurs et anxiolitiques les plus souvent prescrits agissent sur la sérotonine : les inhibiteurs sélectifs de la recapture de la sérotonine (ISRS).