Опыты Кеннона над животными показали, что при эмоциональных реакциях типа ярости и страха происходит усиленное выделение надпочечниками адреналина. Этим вызывается усиленное поступление в кровь сахара, который под воздействием адреналина выделяется из гликогена печени. Кеннон производил свои опыты над кошками. Стесняя свободу их движений, он вызывал у них бурные реакции ярости: волосы на спине у них становились дыбом, зрачки расширялись, они огрызались, стремясь освободиться. Эти эмоциональные реакции всегда сочетались с усиленным выделением сахара, свидетельствовали об усиленном выделении надпочечниками адреналина, которым оно вызывается. Такой же результат получался в опытах Кеннона и тогда, когда кошка подвергалась нападению со стороны собаки и обнаруживала реакцию страха. Последующие экспериментальные исследования обнаружили, что и у людей при сильном эмоциональном возбуждении — во время ответственных испытаний, при сильном напряжении во время спортивных состязаний — наблюдается повышенное количество сахара в крови, являющееся результатом и показателем усиленного поступления адреналина. О связи эмоциональных состояний с повышением количества сахара в крови (и моче) свидетельствуют и клинические данные: влияние эмоциональных потрясений на состояние диабетиков (сахарная болезнь).
Усиленное выделение сахара в кровь, мобилизуемого печенью под воздействием адреналина, является не единственным следствием повышенного выделения адреналина в эмоциональных состояниях. Взаимодействуя и кооперируя с симпатической нервной системой, адреналин, действие которого аналогично действию симпатической нервной системы, усиливая её действие, вызывает многообразные органические изменения — сужение сосудов, повышение кровяного давления, восстановление работоспособности утомлённой мышцы и т. д.
Помимо изменений, вызываемых секреторной деятельностью, в эмоциональных состояниях, происходят и другие химические явления — изменение количества кислорода в крови и кислотности крови (и слюны).
Наряду с вышеперечисленным, существенную и, может быть, ещё часто недооцениваемую роль играют в эмоциональных процессах рефлекторные изменения в тонусе, в распределении и степени напряжения различных органов. Охватывая и тонус скелетной мускулатуры, они порождают в частности выразительные движения — поскольку они затрагивают мышцы глаз, рта, вообще лица, отражаются на общей позе тела и распространяются на голосовой аппарат. Будучи доступны непосредственному наблюдению со стороны других людей, эти внешние органические изменения приобретают большое социальное значение (о выразительных движениях подробнее см. дальше).
В числе многообразных рефлекторных изменений, связанных, по-видимому, с эмоциональными процессами, можно отметить и так называемый гальванический или психогальванический рефлекс, который в последнее время привлекает к себе значительное внимание.
Психогальванический рефлекс заключается в кратковременном, более или менее резком, рефлекторном изменении электропроводимости кожи. Изменение электропроводимости непосредственно связано с упомянутым выше изменением в деятельности потовых желез, которое наблюдается при эмоциях, а также с изменением широты просвета кожных сосудов. Эти же изменения в свою очередь вызываются деятельностью вегетативной нервной системы.
Гальванический или психогальванический рефлекс выражается в изменении силы тока в гальванической цепи, в которую включён человек. При прохождении через тело постоянного электрического тока происходит поляризация кожи. Изменение степени поляризации — её уменьшение или увеличение — приводит при сохранении неизменной внешней электродвижущей силы соответственно к увеличению или уменьшению кажущегося сопротивления кожи и выражается в уменьшении или увеличении проходящего через кожу тока, отмечаемого на гальванометре.
Оказалось, что при воздействии на человека, включённого в гальваническую цепь, эмоционально окрашенных раздражителей сила тока изменяется.
Начало изучению явления, позже названного гальваническим рефлексом, положили работы Фере и русского физиолога Тарханова (1899). Особенное внимание привлекли к нему работы Верагута (Veraguth, 1904—1906). Именно этот последний исследователь ввёл термин психогальванический рефлекс, отметив зависимость этого явления от психики.