Die primäre Chemikalie, die der romantischen Liebe zugrunde liegt, ist der Neurotransmitter Oxytocin. Oxytocin wird bei beiden Geschlechtern während des Orgasmus freigesetzt, bei Frauen aber auch während der Geburt oder der Brustwarzenstimulation. Dies hilft bei der biologischen Funktion der Muskelkontraktionen während der Geburt oder der Stillzeit beim Stillen.
Experimente mit Präriewühlmäusen haben gezeigt, dass diese traditionell monogame Art ihre Neigung zur Paarbindung vollständig verliert, wenn das Gen für Oxytocin entfernt wird. Wissenschaftler spekulieren stark, dass dasselbe für den Menschen passieren würde, wenn Oxytocin blockiert würde. Romantische Liebe kann von nur einer einzigen Gehirnchemikalie abhängig sein.
Bei Männern ist auch Vasopressin vorhanden, das ähnliche Rollen wie Oxytocin spielt. Es wird angenommen, dass die Phase der Oxytocinfreisetzung in den ersten 18 Monaten der romantischen Liebe am stärksten ist und danach abklingt, aber nie vollständig verschwindet. Manchmal wird Oxytocin skurril „das Kuschelhormon“ genannt.
Neben der Liebe wurde Oxytocin auch mit sozialen Bindungen und Vertrauen im Allgemeinen in Verbindung gebracht. Synthetisches Oxytocin ist verfügbar und einige Wissenschaftler haben vorgeschlagen, dass es eine Art „soziales Viagra“ sein könnte, und tatsächlich haben Experimente gezeigt, dass Menschen unter dem Einfluss von nasal verabreichtem Oxytocin vertrauensvoller sind. Da es sowohl mit Vertrauen als auch mit Liebe in Verbindung steht, warnen einige Wissenschaftler, dass es als Vergewaltigungsdroge verwendet werden könnte. Wie andere Neurotransmitter kann Oxytocin als „natürliche Droge“ angesehen werden – eine Substanz, die, wenn sie im Gehirn freigesetzt wird, uns veranlasst, anders zu handeln, aber in der menschlichen Gesellschaft allgemein akzeptiert wird, da sie seit Millionen von Jahren existiert.
Oxytocin bewirkt auch, dass Frauen mehr mutterähnliches Verhalten zeigen. Dies wurde hauptsächlich bei Ratten beobachtet, aber es wird vermutet, dass die psychochemische Reaktion beim Menschen die gleiche ist. Der Unterschied zwischen jemandem, der als Ihr „Typ“ für romantische Liebe gilt, und jemandem, der es nicht ist, besteht wahrscheinlich darin, dass die Anwesenheit einer Person die Freisetzung von Oxytocin verursacht und eine Person nicht. Dies ist die neurochemische Grundlage der romantischen Liebe.
Dopamin, der Neurotransmitter, der dem Vergnügen im Allgemeinen zugrunde liegt, spielt auch bei der romantischen Liebe eine Rolle und wird von Umweltauslösern von einem guten Gespräch bis hin zu einem Kuss auf die Lippen freigesetzt.