Deși dependența de jocuri de noroc nu implică ingerarea unei substanțe externe, ea declanșează aceleași mecanisme neurologice ca dependența de droguri sau alcool. Atunci când o persoană joacă și câștigă, fie și o sumă mică, creierul eliberează dopamină – un neurotransmițător asociat cu plăcerea și recompensa. Această eliberare de dopamină creează o senzație intensă de satisfacție, iar creierul începe să asocieze jocurile de noroc cu această stare plăcută. Pe măsură ce persoana continuă să joace, dorința de a retrăi acea „lovitură de dopamină” se intensifică, ducând la un comportament compulsiv.
Cu timpul, creierul începe să necesite niveluri din ce în ce mai mari de stimulare pentru a obține aceeași cantitate de dopamină. Astfel, persoana simte nevoia de a juca mai des sau de a paria sume mai mari pentru a experimenta aceeași euforie inițială. Aceasta este baza neurochimică a dependenței de jocuri de noroc, iar comportamentul devine dificil de controlat chiar și atunci când persoana își dorește să renunțe.