ผู้ที่มีความผิดปกติทางอารมณ์ตามฤดูกาลจะมีปัญหาในการควบคุมสารสื่อประสาทเซโรโทนิน ซึ่งเป็นสารสื่อประสาทที่เชื่อว่ามีหน้าที่ในการปรับสมดุลอารมณ์ ซึมเศร้า ในการศึกษาหนึ่ง ผู้ที่มีภาวะ SAD มี SERT ซึ่งเป็นโปรตีนที่ช่วยขนส่งเซโรโทนินในฤดูหนาวมากกว่าในฤดูร้อนถึง 5% SERT ขนส่ง serotonin จาก synaptic cleft ไปยังเซลล์ประสาท presynaptic