Po nekaterih razlagah ima v stresnem odzivu osrednjo vlogo amigdala, del možganov, ki prepoznava nevarnost in aktivira alarmni sistem. Ko človek zazna grožnjo, naj bi se po teh razlagah začelo pospešeno izločanje hormonov adrenalina in kortizola, kar telo pripravi na odziv »boj ali beg«.
Takšen odziv naj bi bil koristen v kratkih in izrednih situacijah, saj začasno mobilizira rezerve telesa. Isti viri pa opozarjajo, da lahko nenehna aktivacija stresnega sistema postane škodljiva in da naj bi kronični stres vodil v uničevanje nevronov v hipokampusu.
Opisani mehanizmi poudarjajo, da stres v teh razlagah ni le občutek psihične obremenitve, temveč zapleten biološki proces, v katerega so vključene možganske strukture, kot sta amigdala in hipokampus, ter stresna hormona adrenalin in kortizol.