Выражение и проявление чувств связано со сложной комплексной работой коры, подкорки и вегетативной нервной системы. Ведущая роль принадлежит коре головного мозга. В подкорке находятся центры, управляющие вегетативной нервной системой и регулирующие работу внутренних органов. Этим определяется тесная связь эмоций и чувств с изменениями организма: с деятельностью сердца, кровеносных сосудов, органов дыхания, с изменениями в деятельности скелетных мышц, в частности с выразительными движениями всего тела (пантомимика) и лицевых мышц (мимика), а также с изменениями в деятельности желез внешней (слюнные, слезные, потовые) и внутренней секреции.
На протекание эмоций и чувств человека существенно влияет вторая сигнальная система, Эмоции могут быть вызваны словами. Благодаря деятельности второй сигнальной системы эмоции и чувства становятся осознанными и носят общественный характер. Благодаря этому возможно формирование моральных, интеллектуальных и эстетических чувств.
Эмоциональный "настрой" в значительной степени зависит от функций таламуса, гипоталамуса и лимбической системы. Экспериментально обнаружено существование центров положительных и отрицательных эмоций, получивших название центров "наслаждения" и "страдания".