Atunci când organismul se confruntă cu stres, declanșează o serie complexă de interacțiuni între sistemul nervos și sistemul endocrin, care reglează hormonii. Sistemul nervos simte și interpretează evenimentele, iar dacă este perceput stresul, sistemul endocrin este alertat în timp ce sistemul nervos simpatic este activat. Semnalizarea chimică de către hormoni este inițiată de o structură minusculă din creier, hipotalamus. Folosind semnalizarea electrică a sistemului nervos, hipotalamusul declanșează eliberarea de hormoni de către glandele endocrine. Ritmul cardiac, respirația, digestia și o mulțime de alte procese metabolice sunt influențate de interacțiunile complexe dintre hormoni, stres și sistemul nervos.
Sistemul nervos central, format din creier și măduva spinării, trimite și primește rapid semnale electrice prin intermediul neuronilor care acționează ca niște căi de mesaje. Semnalele din sistemul nervos periferic sunt transportate la creier pentru interpretare. Creierul răspunde trimițând mesaje electrice care declanșează mușchii să acționeze. Pe lângă controlul mișcării, creierul simte stresul emoțional, fizic sau mental și semnalează sistemului endocrin să elibereze hormonii corespunzători ca răspuns la urgența percepută. Răspunsurile sistemului nervos la stres funcționează în mod normal pentru a proteja oamenii de rău, dar stresul cronic copleșește sistemul.
Pentru a face față stresului, sistemul nervos simpatic activează răspunsul de luptă sau de zbor – care declanșează o creștere a adrenalină, creșterea frecvenței cardiace și a respirației, creșterea tensiunii arteriale și digestia încetinită. Acest lucru determină organismul să acționeze rapid în situații de urgență. Legăturile strânse dintre stres și sistemul nervos pot cauza probleme atunci când stresul este cronic și răspunsul la urgență rămâne blocat în poziția „pornit”. Anxietatea, problemele de somn și afectarea inimii pot apărea dacă stresul este excesiv. Stresul cronic împiedică sistemul nervos parasimpatic să readucă organismul la o stare echilibrată, relaxată.
Stresul face ca sistemul endocrin să elibereze hormoni care au efecte rapide și ample în întregul corp. Funcționarea sistemului imunitar este deprimată, iar vindecarea și repararea țesuturilor încetinește, în timp ce activarea sistemului nervos simpatic crește stresul pe care îl simte organismul. Pot apărea probleme emoționale, inclusiv anxietate și depresie. Funcționarea digestivă este afectată și pot apărea boli legate de stres, cum ar fi indigestia cronică sau sindromul de colon iritabil. Profesioniștii din domeniul medical recomandă ca oamenii să învețe cum să gestioneze stresul pentru a ajuta la controlul potențialelor probleme legate de stresul cronic și de răspunsul sistemului nervos.