Normaalisti toimivat välittäjinä hermosolujen sekä aivojen ja kehon välillä, välittäjäaineet voivat säätää neurologista toimintaa, mielialaa ja nukkumalleja. Jotkut laukaisevat reaktioita, kun taas toiset estävät signaaleja; erilaiset lähettimet, jotka liikkuvat hermosynapsien poikki, voivat säätää muita välittäjäaineita tai tuottaa niitä, joita tarvitaan. Niiden puute tai ylimäärä voi aiheuttaa fyysisiä ja psyykkisiä ongelmia. Neurotransmitter -testaus, joka suoritetaan usein käyttämällä verta tai virtsanäytettä, määrittää tyypillisesti kemiallisten lähettimien, moduloivien yhdisteiden tai esiasteiden pitoisuudet. Se suoritetaan usein ihmisille, joilla on unettomuus, ahdistuneisuus, masennus ja tarkkaavaisuushäiriö (ADD).
Neurotransmitterit tai endogeeniset kemikaalit lähetetään yleensä aivoista muualle kehoon verenkierron kautta. Siksi ne löytyvät verikokeesta, mutta ne suodatetaan usein munuaisten kautta, joten välittäjäaineiden testaus havaitsee usein liiallisuuden virtsanäytteen kautta. Laboratorion tutkijat voivat analysoida nämä näytteet löytääkseen puutteita tai ylikuormituksia sekä etsiä epätasapainoa ravinteissa ja hormoneissa, jotka joskus vaikuttavat tuotantoon.
On olemassa testejä, joilla voidaan etsiä inhiboivia välittäjäaineita, jotka usein säätelevät muita kemikaaleja. Nämä tyypillisesti rauhoittavat ihmistä ja antavat hänen nukkua ja ovat vähemmän aggressiivisia. Esimerkkejä ovat agmatiini, joka voi torjua glutamaatin vaikutusta; tämä on yksi tärkeimmistä aivojen kiihottavista yhdisteistä, joka usein ohjaa aivotoimintaa, oppimista ja muistia. Glutamaatin ylimäärä voi kuitenkin tappaa hermosoluja, ja epänormaaleja tasoja havaitaan usein erilaisissa neurologisissa sairauksissa. Hermostavien kemikaalien välittäjäaineiden testaus on tyypillisesti tärkeää, kun joku kokee aivovamman, hypoglykemian tai Parkinsonin tai Alzheimerin taudin oireita.
Dopamiini on kemikaali, joka yleensä ohjaa keskushermostoa sekä sydän- ja munuaistoimintaa. Se auttaa yleensä myös muiden hormonien säätelyssä. Neurotransmitter -testaus on usein tärkeää tämän kemikaalin tasojen havaitsemiseksi, mutta myös epinefriinille tai adrenaliinille, johon se voidaan muuntaa. Dopamiini muodostuu myös tyrosiinista, aminohaposta, joten välittäjäaineiden alhaiset tasot johtuvat joskus proteiinin puutteesta.
Neutrotransmitter-testaus suoritetaan myös kemikaaleille, kuten gamma-aminovoihapolle (GABA), joka on yksi yleisimmistä aivojen estävistä kemikaaleista. Glutamaatti ja sen alustava muoto glutamiini testataan usein myös. Uneen ja tulehdukseen liittyvät ongelmat edellyttävät usein histamiinitestejä, kun taas pakko, ahdistus ja masennus hoidetaan usein serotoniinitasojen välittäjäaineiden testauksen jälkeen.