在遇到环境中的威胁时，人类进化出来一个保护机制，使我们可以迅速产生警觉，并且身体在短时间之内聚集大量能量，这就是我们的压力反应机制。
我们生活在丛林中的祖先，在遇到环境威胁时，比如突然遇到一头大黑熊，会在第一时间作出战斗或逃跑反应。这个概念最早由美国哈佛医学院的生理学家沃特卡侬在1915年提出，是说当我们遇到外界威胁时，身体的交感神经系统会兴奋，肾脏也会分泌肾上腺素和去甲肾上腺素，帮助我们将全身资源和能量紧急调动起来，准备好和黑熊战斗或者拔腿就跑。

身体主要负责战斗／逃跑反应的是自主神经系统，它控制着五脏六腑的运行。自主神经系统分为两部分，一个是前面提到的交感神经系统，一个是和它相拮抗的副交感神经系统。交感神经系统兴奋会引起腹腔内脏以及皮肤末梢血管收缩、心率加快，心脏收缩能力增强、瞳孔散大和新陈代谢率上升等，这也就是我们面对威胁时身体作出的战斗或逃跑反应。而相反，副交感神经的主要功能，是让瞳孔缩小、心跳减慢、皮肤和内脏血管舒张、小支气管收缩、胃肠蠕动加强、括约肌松弛、唾液和泪液分泌增多、男性生殖器的勃起等。

当面对外界压力，准备战斗或者逃跑的时候，副交感神经就会受到抑制，于是肠胃蠕动变慢，口干舌燥，也不会有人想要床上运动了。这种体验，类似于考试前10分钟的感觉。而当我们处于慢性压力或者焦虑状态下时，这一生理机制使得交感系统长时间保持兴奋，副交感系统受到相应的抑制，最终引起消化道功能紊乱、便秘或者性功能障碍。

大脑中控制压力应激反应的中心是下丘脑。下丘脑在紧急事件中具备双重功能：一是对于自主神经系统的控制，二是对垂体腺调节内分泌的控制。当看到威胁时，大脑负责负面情绪、尤其是恐惧情绪的杏仁核会被激活，进而激活下丘脑, 下丘脑又激活交感神经系统和垂体腺，最终引起肾上腺素、去甲肾上腺素、肾上腺皮质激素和一系列其他激素的释放。

肾上腺素、去甲肾上腺素主要引起快速的生理调节，比如增加心肺活动，收缩内脏血管、放大肌肉血管，加快血流速度、抑制肠胃活动，抑制唾液分泌、放松膀胱（这就是“吓尿”的来源）等。而肾上腺皮质激素进行相对比较缓慢的调节，升高血压、血糖，抑制免疫反应，好使得我们身体细胞中的能量都用来战斗或者逃跑。

这种本能压力调节机制，对于人类祖先在原始社会中活命是至关重要的。然而在现代社会，我们几乎不会遇到黑熊或者老虎，猛虎野兽变成了考试、项目的死线、社会地位、家庭成员关系、突然变故等等。而这些现代环境的压力都很难通过战斗或者逃跑来解决。不喜欢上司，不能当场和他打一架。不喜欢被老婆唠叨，也不能打老婆，这也是为什么有时夫妻吵架，不擅长说话的老公往往会赶紧开溜，这时好歹“战斗或逃跑”反应里“逃”派上用场了。

面对现代压力，我们无法再像祖先一样，通过血液流向四肢、抑制内脏反应来快速解决压力源，于是慢性压力就存续下来，阴魂不散。
当压力源迟迟得不到解决，压力机制会激活得太久或者太频繁，最终会损害大脑和身体的各个部位。在长期焦虑下，肾上腺皮质激素的慢性释放一方面会抑制免疫系统，使人变得免疫失调、免疫低下，容易生病，另一方面，皮质激素有中枢神经兴奋作用， 会减少脑内抑制性递质GABA的含量，进而引起中枢兴奋，使人总是觉得该做点什么，坐立不安。皮质激素还会抑制负责调节引起失眠。

在压力状态下，大脑对外界信息的解读也会发生改变。大脑生理机制为了让个体最大可能避开危险，于是处于压力状态下的人对消极信息的敏感度会大大增加。也就是说，在受到威胁时，人会第一时间从周围环境中看到对自己不利的东西，而有时候即使是中性信息，也会被看待成是消极信息。也就是说，大脑在焦虑下，对外界的感知变得消极了。此外，焦虑的人对于社交信息的反应也会更有敌意，别人可能随便说了句不痛不痒的话，焦虑的人就可能把这句话解读成挑衅或者鄙视。

长期焦虑影响睡眠，而缺乏睡眠则会让人变得悲观沮丧。研究发现，相比正常睡眠（一天7到9小时，平均八小时）的人，睡眠被剥夺的人在单词识别记忆中表现出40%的衰退。更是人吃惊的是，被剥夺睡眠后，受试者对积极性的单词和中性单词的记忆能力衰退了50%，而对消极单词的记忆只衰退的20%。这意味着，缺乏睡眠时，你对自己生活会产生有偏差的记忆，并且非常有可能是沮丧的记忆。

于是焦虑导致敌意，焦虑话还导致缺乏睡眠进而带来悲观倾向，两个因素叠加在一起，人变得更加悲观和忧虑。这也是为什么长期焦虑，还有可能会引起抑郁

放松状态下，记忆到的知识更加稳固和长效。焦虑状态下比如考试前临时抱佛脚）学习会用到纹状体，策略复杂并处于潜意识层面。这种复杂策略在短时间内直觉地把知识结合起来并行分析，虽然效率高，却不能长久保持。此外，以往以为大脑在出生之后神经元就只会减少不会再增长。现在科学家发现哺乳大脑负责记忆的海马体嗅球是终身都会继续产生新的神经元的。而在2014年《细胞》杂志发表的研究中，发现人类纹状体在成年后也会继续分化产生新的神经元。长期焦虑会影响神经元的生长，使人认知能力记忆能力下降。

焦虑还会影响下一代。俄亥俄州立大学对小鼠的研究发现，怀孕时承受外界过大的压力，会改变母体消化道和胎盘的细菌环境，进而改变女婴的肠道微生物环境，而这种改变会终身改变女婴的内在细菌环境。压力环境下生出来的小母鼠在认知任务中表现得更焦虑，他们的消化道炎性反应更强，并且一种有益的蛋白“脑源性神经营养因子的含量也比较低。怀孕的时候照顾好自己的心情，就是照顾好孩子的一生。

通常女性比男性更容易出现情绪问题。当女生感到很焦虑的时候，男生如果只会对焦虑的女生言语安慰，或许只能无功而返。大脑中的催产素负责调节女生的恐惧和焦虑情绪，拥抱或是抚摸可以增加催产素的释放，让女孩觉得放松和安全。当然，拥抱和抚摸对男生的作用也类似。两性在“战斗或逃跑反应”中表现可能也有差异：和女性相比，男性更倾向于“战斗”反应；而女性更倾向于“逃跑”反应，或寻求他人帮助。尤其是身为母亲的女性，面临紧张情况时，会尤其倾向于保护自己的子女并寻求他人帮助。

焦虑不仅仅是大脑的问题，和身体也息息相关。
研究发现，有肠易激综合症状或者消化不良的病人，往往是大脑心理症状和消化道生理症状的共同结果。研究发现，高水平焦虑和抑郁的人，他们在一年内出现肠易激综合征或者消化不良的可能性非常高。而肠易激综合征或者消化不良病人，即使一开始没有焦虑和抑郁症状，他们一年后出现高水平焦虑和抑郁的可能性也非常的大。也就是说，消化道疾病和心理上的焦虑、抑郁，可能是相辅相成的。研究者计算发现，大约三分之二的人，消化道问题早于心理问题出现。