Tavaliselt toimides keemiliste sõnumitoojatena närvirakkude ning aju ja keha vahel, võivad neurotransmitterid reguleerida neuroloogilist aktiivsust, meeleolu ja unemustreid. Mõned käivitavad reaktsioone, teised aga pärsivad signaale; erinevad sõnumitoojad, mis liiguvad üle neuronite sünapside, võivad reguleerida teisi neurotransmittereid või toota neid, mis on vajalikud. Nende puudus või liig võib põhjustada füüsilisi ja psühholoogilisi probleeme. Neurotransmitterite testimine, mida sageli tehakse vere- või uriiniprooviga, määrab tavaliselt keemiliste sõnumitoojate, moduleerivate ühendite või lähteainete tasemed. Seda tehakse sageli inimestele, kellel on sellised seisundid nagu unetus, ärevus, depressioon ja tähelepanupuudulikkuse häire (ADD).
Neurotransmitterid ehk endogeensed kemikaalid saadetakse tavaliselt vereringe kaudu ajust ülejäänud kehasse. Seetõttu võib neid leida vereanalüüsist, kuid sageli filtreeritakse need välja neerude kaudu, nii et neurotransmitterite testimine tuvastab sageli uriiniproovi kaudu liigsed kogused. Laboriteadlased saavad neid proove analüüsida, et leida puudusi või ülekoormust, samuti otsida toitainete ja hormoonide tasakaalustamatust, mis mõnikord mõjutavad tootmist.
On teste, mis võivad otsida inhibeerivate neurotransmitterite taset, mis sageli reguleerivad teisi kemikaale. Need rahustavad tavaliselt inimest ja võimaldavad tal magada ja olla vähem agressiivsed. Näited hõlmavad agmatiini, mis võib neutraliseerida glutamaadi mõju; see on üks peamisi ergastavaid ühendeid ajus, mis sageli kontrollib aju funktsiooni, õppimist ja mälu. Glutamaadi liig võib närvirakke tappa ja erinevate neuroloogiliste haiguste korral täheldatakse sageli ebanormaalset taset. Ergastavate kemikaalide neurotransmitterite testimine on tavaliselt oluline, kui kellelgi on ajutrauma, hüpoglükeemia või selliste haiguste sümptomid nagu Parkinsoni või Alzheimeri tõbi.
Dopamiin on kemikaal, mis tavaliselt kontrollib kesknärvisüsteemi, samuti südame-veresoonkonna ja neerude funktsiooni. Tavaliselt aitab see reguleerida ka teisi hormoone. Neurotransmitterite testimine on sageli oluline selle kemikaali, aga ka epinefriini või adrenaliini taseme tuvastamiseks, milleks seda saab muundada. Dopamiin moodustub ka türosiinist, aminohappest, nii et neurotransmitteri madal tase on mõnikord tingitud valgu puudusest.
Neutrotransmitterite testimist tehakse ka selliste kemikaalide jaoks nagu gamma-aminovõihape (GABA), mis on üks ajus levinumaid inhibeerivaid kemikaale. Sageli testitakse ka glutamaadi ja selle esialgset vormi glutamiini. Une- ja põletikuprobleemid nõuavad sageli histamiini määramist, samas kui sundi, ärevust ja depressiooni ravitakse sageli pärast serotoniini taseme neurotransmitterite testimist.