ومن المعروف أن العديد من مناطق الدماغ مثل المنطقة القطعية البطنية البطنية المعروفة باسم مركز المكافأة في الدماغ، والقشرة الأمامية المسؤولة عن العديد من وظائف الدماغ مثل التفكير واتخاذ القرارات والتحكم في الاندفاع، واللوزة المسؤولة عن إدارة العواطف، والنواة المتكئة والنواة المخططية المتعلقة بالتعلم هي المسؤولة عن تطور الإدمان. في كل مرحلة من مراحل الإدمان، تحدث تغيرات في أجزاء مختلفة من الدماغ، لذا فإن تطور الإدمان عملية معقدة للغاية.
عادة، تتسبب المحفزات التي تمنحنا المتعة مثل الفن والأكل في زيادة الدوبامين في مركز المكافأة في الدماغ. يتسبب تعاطي المواد المخدرة أيضاً في إفراز كمية كبيرة من الدوبامين من مركز المكافأة. يتسبب هذا الدوبامين المفرز في شعور الشخص بالمتعة.
في الظروف العادية، يكون لدى الفرد العديد من الأهداف ويحتاج إلى اختيار بعضها. ويرتبط ظهور الأهداف وتقييمها واختيار العمل بها بالقشرة الأمامية. أحد الجوانب المهمة للإدمان هو أن اختيار هذه الأهداف غالباً ما يقتصر على تلك المتعلقة بالمادة المخدرة. يؤثر إفراز الدوبامين الناتج عن تناول المادة المخدرة على القشرة الأمامية بمرور الوقت، مما يؤدي إلى اتخاذ قرارات خاطئة واقتصار الأفعال المختارة على استخدام المادة المخدرة. وفي الوقت نفسه، يؤثر الدوبامين أيضًا على المناطق المرتبطة بالتعلم في الدماغ مثل النواة المتكئة والنواة المخططة، مما يتسبب في ضعف القدرة على التعلم. كما يعاني الأشخاص الذين يصابون بإدمان المواد المخدرة من ضعف في قدرتهم على التعلم وتسجيل وتذكر المعلومات الجديدة. كما يمنع الإفراز المتكرر والمفرط للدوبامين الأشخاص من الاستمتاع بتناول الطعام والفن والموسيقى، والتي تُعرف بأنها مكافآت طبيعية تجلب المتعة عادةً للشخص.