افسردگی فصلی ناشی از نور کمتر و روزهای کوتاه تر است. نور خورشید در طول روز به طور موثر یک ضد افسردگی طبیعی است. در واقع به تولید سرتونین کمک می کند و مانند بسیاری از داروهای ضد افسردگی عمل می کند. مطالعات نشان داده اند که SAD منجر به تولید ژن 5-HTTLPR می شود. این ژن، یک پروتئین سروتونین مغزی است، کارآیی سروتونین (انتقال دهنده حس شادی ) را پایین می آورد. اکثر داروهای ضد افسردگی با کاهش سطح انتقال دهنده های سروتونین به منظور کاهش سرعت از بین بردن سروتونین بین سلول های عصبی کار می کنند.
میزان پروتئین انتقال دهنده سروتونین به طور متوسط حدود 10 درصد در زمستان ها کاهش می یابد و این میزان در زنان بسیار بیشتر است. برخی از افراد از نظر ژنتیکی مستعدتر برای ابتلا به SAD هستند و بیشتر در معرض افسردگی قرار دارند. در زنان مبتلا به سندرم تخمدان پلی کیستیک سرتونین مغز بیشتر از مردان در زمستان ها کاهش می یابد.