Вважається, що за виникнення зумовленої емоційної відповіді відповідає розташоване в скроневій частці
(Amygdala). Мигдалеподібне тіло має сполуки між сенсорними центрами та системами, що контролюють вегетативну та гормональну реакцію.
Лімбічна система – це сукупність низки структур головного мозку, які мають велике значення для виникнення та обробки емоцій, а також мнемічних процесів. Найважливішими є гіпокамп, амігдала (мигдалеподібне тіло), поясна звивина та парагіпокампальна звивина.
Якщо розглядати емпатію з точки зору нейрофізіології, то здатність співпереживати пов'язана з гіпоталамусом і поясною звивиною головного мозку людини і характеризується нижньою лобовою звивиною та острівцем.
Кожне почуття пов'язане з певним органом. Радість та гнів викликають реакцію серця та кровоносних судин: підвищення кров'яного тиску, прискорене серцебиття, навіть інсульт, дуже сильну вегетативну реакцію (особливо при гніві). Сум впливає на роботу легень. Злість впливає на печінка і жовчний міхур.