Rodinné studie a studie dvojčat naznačily, že genetické faktory přispívají asi 50% rozptylu pro rozvoj poruchy příjmu potravy a že anorexie sdílí genetické riziko s klinickou depresí. Tyto důkazy naznačují, že geny ovlivňující jak regulaci příjmu potravy, tak osobnost a emoce, mohou být důležitými přispívajícími faktory.
Bylo vyvinuto několik modelů anorexie u hlodavců, které do značné míry zahrnují vystavení zvířat různým environmentálním stresorům nebo použití genových knockoutových myší k testování hypotéz o účincích určitých genů na související chování. Tyto modely naznačily, že hypotalamicko-hypofýzo-adrenální osa může být přispívajícím faktorem, i když modely byly kritizovány, protože potrava je omezena experimentátorem a ne zvířetem, a tyto modely nemohou vzít v úvahu komplexní kulturní faktory, o kterých je známo, že ovlivňují vývoj anorexia nervosa.
Existuje silná korelace (ale neprokázaná příčinná souvislost) mezi neurotransmiterem serotoninem a různými psychologickými příznaky, jako je nálada, spánek, zvracení (zvracení), sexualita a chuť k jídlu. Nedávný přehled vědecké literatury naznačil, že anorexie je spojena s narušeným serotoninovým systémem, zejména s vysokými hladinami v oblastech mozku s receptorem 5HT1A – systémem zvláště spojeným s úzkostí, náladou a kontrolou impulzů. Jako odpověď na tyto účinky byla vyslovena hypotéza o hladovění, protože je známo, že snižuje metabolismus tryptofanu a steroidních hormonů, což by zase mohlo snižovat hladiny serotoninu v těchto kritických místech, a tím odvracet úzkost. Naopak studie serotoninového receptoru 5HT2A (spojeného s regulací krmení, nálady a úzkosti) naznačují, že aktivita serotoninu je na těchto místech snížena. Jedním z problémů této práce je však to, že je někdy obtížné oddělit příčinu a následek, v tom, že tyto poruchy neurochemie mozku mohou být stejně tak důsledkem hladovění, jako kontinuálně existující rysy, které by mohly někoho predisponovat k rozvoji anorexie. Existují však důkazy, že jak osobnostní charakteristiky (jako úzkost a perfekcionismus), tak poruchy serotoninového systému jsou stále patrné i poté, co se pacienti zotavili z anorexie, což naznačuje, že tyto poruchy jsou pravděpodobně příčinnými rizikovými faktory.
Nedávné studie také naznačují, že anorexie může souviset s autoimunitní odpovědí na melanocortinové peptidy, které ovlivňují chuť k jídlu a stresové reakce.