5-羟基色胺是人脑部分泌的一种荷尔蒙，会影响人的情绪、睡眠和食欲，含量太低容易忧郁、焦虑及睡眠失调。5-羟基色氨酸是血清素的前驱物质，可以帮助人脑这种荷尔蒙的生产。造成脑中的血清素不平衡时需5-羟基色氨酸来维持身体处于正常状态。服用5-羟基色氨酸能在体内转化成血清素，不过血清素是大分子，无法通过血脑屏障进入脑部，因此必须是5-羟基色氨酸先通过血脑障壁后，再于脑部转化为血清素，才能真正发挥稳定情绪及促进睡眠品质的作用。
在动物和人体实验中，5-羟基色氨酸可以促进儿茶酚胺的新陈代谢，特别是对多巴胺和去甲肾上腺素有促进作用，而这些都是其他“快乐”的神经递素。临床研究也发现，服用5-羟基色氨酸能明显地改善忧郁症患者的情绪；另外，5-羟基色氨酸也能促进睡眠品质，改善轻度失眠。也有临床研究证据显示，5-羟基色氨酸具有止痛作用，能够改善部分肌纤维痛症病患的不适，对于慢性压力性头痛的改善也有作用。服用5-羟基色氨酸会使经常性头痛的发作频率下降，提高体内脑啡的浓度，脑啡是人体自然分泌的止痛及快乐物质，脑啡的浓度上升，能让人体感到舒畅愉快。
另外对摄食过量的大鼠进食试验发现，5-羟基色氨酸能够提高ｌｅｐｔｉｎ（瘦蛋白）的血中浓度，提高食欲的控制度，避免暴饮暴食。一份针对19名肥胖的女性所做的临床研究发现，每天每公斤体重服用5mg的5-羟基色氨酸，在没有配合饮食处方的情况下，5周之后体重平均降低了5％，类似的结果也出现在其他的为时更长及针对非胰岛素依赖性糖尿病患者的临床研究报告上，因此5-羟基色氨酸确实可运用于肥胖者食欲的辅助控制。
