Beynin bir bilgi işleme sistemi olduğunu düşünürüz. Ancak duygu, motivasyon, korku ve ümit gibi unsurlardan yoksun bir beyni düşünemeyiz. Yoğun duygular (emotions) belirli uyarılara verilen, ölçülebilir fiziksel tepkilerdir. Korkuya eşlik eden şiddetlenen kalp atışları ve ter; kedi ile karşı karşıya kalan farenin donup kalması; öfke ile kaslardaki gerilimin artması bunlara iyi bir örnektir. Oysa hisler (feelings) bazı süreçlere eşlik eden öznel deneyimlerdir.

Bu süreçler mutluluk, kıskançlık, üzüntü vb. yoğun duygular (emotions) bilinçaltı bir mekanizmayı devreye sokar. Örneğin yoğun duygularla ilgili beyin bölgeleri kısa bir süre gösterilen ve daha sonra maske ile kapatılan kızgın yüzlere tepki verir. Ancak denekler bu sırada yüzü gördüklerinin farkında bile değildir. Farklı kültürlerde, temel duyguların ifadesi dikkati çekecek kadar birbirine benzer. Ve Darwin'in de belirttiği gibi bu ifadeler memelilerde büyük ölçüde aynıdır.

 İnsanların, sürüngenlerin ve kuşların korku, öfke ve evlat sevgisi karşısında gösterdiği fizyolojik tepkiler de birbirine benzer. Modern görüşlere göre, yoğun duygular (emotions), sonuçlara bir değer biçen ve basit bir eylem planı sağlayan beynin halleridir. Böylece duygu bir hesaplama eylemi olarak ele alınabilir. Bu tür bir hesaplama, uygun eylemi başlatan hızlı ve otomatik bir özettir.

Bellek dünyasında duygusal olaylar, amigdala denilen beyin bölgesindeki paralel bir bellek sistemi tarafından tespit edilir. Duygusal sinirbilimin hedeflerinden biri, çok sayıda duygu bozukluklarının doğasını anlamaktır. Depresyon bunların içinde en sık görüleni ve tedavisi en güç olanlardan biridir. Dürtüsel saldırganlık ve şiddetin, hatalı duygusal düzenin bir sonucu olduğu düşünülüyor.