Психічні стани мають рефлекторну природу. При цьому одні з них, безумовно-рефлекторного походження, наприклад, стан голоду, спраги, ситості, а інші (більшість) - умовно-рефлекторного. Наприклад, у людини, яка звикла починати роботу в той самий час, перед її початком виникає стан оптимальної готовності до діяльності, вона з першої ж хвилини входить у ритм праці.

Основу психічних станів становить певне співвідношення нервових процесів (від епізодичного до стійкого типового для цієї людини) у корі головного мозку. Під впливом сукупності зовнішніх і внутрішніх подразників виникає певний загальний тонус кори, її функціональний рівень. Фізіологічні стани кори І.П. Павлов назвав фазовими станами. «На одному кінці, - писав він, - є збуджений стан, надзвичайне підвищення тонусу, роздратування, коли робиться неможливим чи дуже ускладненим гальмівний процес. За ним іде нормальний, бадьорий стан, стан рівноваги між дратівливим і гальмовим процесами. Потім - довга, але теж послідовна, низка перехідних станів до гальмового стану. З них особливо характерні: зрівняльний стан, коли всі подразники, незалежно від їхньої інтенсивності, на противагу бадьорому стану, діють зовсім однаково; парадоксальний стан, коли діють лише слабкі чи сильні подразники, але тільки ледь, і, нарешті, ультрапарадоксальні стани, коли діють позитивно лише раніше вироблені гальмові агенти - стан, за яким випливає повний гальмовий стан». Учні І.П. Павлова диференціювали і розділили деякі фази на низку додаткових фаз.

Після дії подразників, які зумовлювали той чи інший психічний стан, він зберігається ще якийсь час і впливає на утворення нових чи актуалізацію старих умовно-рефлекторних зв´язків у корі великих півкуль. Ці стани кори, у свою чергу, можуть бути умовними подразниками, які сигналізують про які-небудь зміни, важливі для пристосування (адаптації) організму до середовища.

Психічні стани зовні виявляються у зміні подиху і кровообігу, в міміці, пантоміміці, рухах, ходьбі, жестах, інтонаційних особливостях мови тощо. Так, у стані задоволення спостерігаємо збільшення частоти й амплітуди подиху, а незадоволеність зумовлює зменшення частоти й амплітуди подиху. Подих у збудженому стані стає частим і глибоким, у напруженому - сповільненим і слабким, у тривожному - пришвидшеним і слабким. У разі несподіваного подиву подих стає частішим, але зберігає нормальну амплітуду.

У збудженому стані чи стані напруженого чекання може підвищуватися частота і сила пульсу, величина кров´яного тиску в дуже широкому діапазоні (залежно від значущості для людини цієї ситуації). Зміна кровообігу звичайно супроводжується зблідненням чи почервонінням шкіри людини.

Індикатором психічного стану людини нерідко слугують її рухи і дії (за невпевненими чи млявими рухами ми судимо про стомлення, за різкими - про бадьорість).

Міміка (рух мускулів обличчя, очей, брів, губ, носа) також здатна виразити дуже тонкі відтінки переживань. Не випадково досвідчені вихователі приділяють особливу увагу спостереженню за мімічними рухами вихованців. Голос також може дати істотні відомості про психічні стани.