Çeşitli nörotransmiter sistemler şizofreni etiyolojisinden sorumlu tutulmuştur. Dopamin iki nedenle şizofreni patofizyolojisi ile ilişkili olduğu varsayılan bir nörotransmiterdir. İlk olarak, dopaminerjik agonistler psikotik belirtilere neden olabilir. İkincisi, antipsikotik etkililik ile D2 dopamin reseptör blokajı arasındaki korelasyon bulunmasıdır. Araştırılan diğer nörotransmitterler arasında serotonin (5-HT), norepinefrin, GABA, glutamat, amino asitler ile kolesistokinin ve nörotensin gibi nöropeptidler bulunmaktadır. 5-HT agonisti LSD halüsinojen etki gösterdiğinden, 5-HT şizofreni gelişmesinde sorumlu tutulur. Frontal kortekste 5-HT2A reseptörleri sayısında azalma ve 5-HT1A reseptörlerinde ise artış olduğu bulunmuştur. Ayrıca, temporal bölgede, glutamaterjik etkinlikte azalma ve non-NMDA reseptörü alt tipi ekspresyonu düşüklüğüne dair kanıtlar vardır.

The dysfunction of several neurotransmitter systems are thought to play a part in schizophrenia. Dopamine is the neurotransmitter most often hypothesized to be associated with the pathophysiology of schizophrenia for two reasons. First, dopaminergic agonists can cause or exacerbate psychotic symptoms. Second, the correlation between antipsychotic efficacy and D2 dopamine-receptor blockade is excellent. The neurotransmitters that have come under increasing scrutiny include serotonin (5-HT), norepinephrine, GABA, glutamate and related excitatory amino acids, and the neuropeptides cholecystokinin and neurotensin. 5-HT is thought to be involved in schizophrenia because the hallucinogen LSD is a 5-HT agonist. It has been found that in schizophrenia, there is a reduced number of 5-HT2A receptors and an increase in the number of 5-HT1A receptors in the frontal cortex. There is also evidence that in the medial temporal lobe, glutamatergic markers are decreased and there is reduced expression of non-NMDA subtypes of glutamate receptor.