Neurotransmitterite ja sõltuvuse vaheline seos põhineb sõltuvust tekitava aine võimel katkestada neurotransmitterite ajutegevus. Neurotransmitterid on sõnumikandjad, mis saadetakse neuroni ja retseptori vahel. Valu, nauding, igavus ja muud sõnumid edastavad neurotransmitterid. Narkootikumid, alkohol ja muud sõltuvust tekitavad ained mitte ainult ei takista sobivat neurotransmitterite aktiivsust, vaid tekitavad ka ajutegevust, mis muudab käitumist.
Dopamiin on peamine neurotransmitter, mida mõjutab sõltuvus. See neurotransmitter mõjutab liikumise kontrolli, emotsioone, naudingut ja valu. Erinevad ravimid võivad stimuleerida või pärssida aju dopamiini retseptoreid. See häirib neurotransmitteri võimet tõhusalt töötada.
Kokaiin on üks näide uimastist, mis mõjutab dopamiini toimet ajus. Kokaiini tarbimine tõstab dopamiini taset ja tekitab ajutist eufooriat. Iga kasutatav ravim blokeerib või stimuleerib neurotransmittereid, mis mõjutab kasutaja mõtteid ja käitumist. Mõned ravimid, sealhulgas amfetamiinid, häirivad aju neurotransmitterite normaalset voolu. Teised ravimid mööduvad neurotransmitterite süsteemist täielikult ja lähevad otse retseptoritele.
Kui dopamiini neurotransmittereid uimastitarbimisega pidevalt üle stimuleeritakse, lõpetab aju dopamiini loomise iseseisvalt. Seda nimetatakse desensibiliseerimiseks, mida sageli nimetatakse ravimitaluvuseks. Desensibiliseerimiseks kulub nädalaid kuni kuid, et pärast uimastitarbimise lõpetamist end tagasi pöörata.
Erinevatel ravimitel on neurotransmitterite ja sõltuvuse vahel erinev seos. Näiteks suurendavad amfetamiinid dopamiini vabanemist ja kokaiin seondub neurotransmitteriga, vähendades dopamiini vabanemist, kuid mõlemad ravimid tekitavad õnne- ja energiatunnet. Ajukemikaalide muutumise tase ja kiirus uimastite tarvitamisel avaldavad samuti mõju neurotransmitteritele ja sõltuvusele.
Teatud ravimite mõju tõttu neurotransmitteritele ja sõltuvusele peetakse mõnda ravimit sõltuvust tekitavamaks kui teisi. Crack-kokaiini ja opiaate, sealhulgas heroiini, morfiini ja retsepti alusel väljastatavaid valuvaigisteid, peetakse äärmiselt sõltuvust tekitavaks. Marihuaanat peetakse palju vähem sõltuvust tekitavaks. Nikotiini peetakse psühhoaktiivsetest ravimitest kõige sõltuvust tekitavamaks.
Krooniline uimastitarbimine, nagu on näha sõltuvuses, mõjutab aju funktsiooni. Neurotransmittereid ja sõltuvust uuritakse, et mõista nende suhet ja leida ravi. Uuringud on avastanud, et krooniline uimastitarbimine muudab aju eesmise ajukoore. See on valdkond, mis vastutab tegude tagajärgede mõistmise eest. Vigadest mitteõppimine, riskide pärast muretsemata jätmine ja tagajärgedest mitte hoolimine on kõik neurotransmitterite ja sõltuvuse vahelise suhte kõrvalsaadused.