En el sistema nervioso central, el receptor 5-HT1A existe en la corteza cerebral, hipocampo, amígdala y en los núcleos del rafe en mayor densidad, mientras que las cantidades bajas también existen en los ganglios basales y en el tálamo.
[24][25] Los receptores 5-HT1A en el núcleo dorsal del rafe son co-localizadas con los receptores de neuroquinina 1 (NK1) y se ha demostrado que inhiben la liberación de la sustancia P, su ligando endógeno.
Además de ser antidepresivos y ansiolíticos, en efecto, la activación del receptor 5-HT1A también se ha demostrado que es antiemético y analgésico, y todas estas propiedades pueden ser mediadas, en parte o completamente, dependiendo de la propiedad en cuestión, por la inhibición del receptor NK1.
[49][50] Se ha sugerido que la liberación de oxitocina puede contribuir a las propiedades pro-social, antiagresivas o serenic y ansiolíticas observadas tras la activación del receptor.
[25] La secreción de β-endorfina probablemente contribuye a los efectos antidepresivos, ansiolíticos y analgésicos.
Los receptores 5-HT1A se puede encontrar en el cuerpo celular o soma, dendritas, axones, y tanto presináptico y postsináptico en las terminales nerviosas o sinapsis.