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药物依赖的形成受遗传条件和包括依赖性药物在内的环境因素共同调控，已成为重大医学生物学和社会学问题，故深入探讨药物成瘾的神经生物学机制是有效抑制药物依赖和缓解戒断症状的重要途径，也是阐明针灸治疗药物依赖机制的基础。
奖赏网络是由中脑多巴胺能神经元向边缘系统相关脑区的投射通路构成，刺激腹侧被盖区（ventral tegmental area，VTA），神经递质多巴胺（dopamine，DA）释放到伏隔核（nucleus accumbens，NAc）和前额叶皮质等边缘脑区域，也是药物依赖的重要起始机制。现有研究证明，可卡因、酒精、尼古丁和阿片类等惯用依赖性物质皆能激活边缘脑区并产生欣快感。可卡因成瘾的经典途径是通过抑制多巴胺类神经元对递质的重摄取，使突触间隙的多巴胺含量增多，从而产生欣快感。尼古丁不仅能直接诱导DA神经元脉冲放电增加，还能通过抑制γ-氨基丁酸（GABA）和刺激谷氨酸兴奋输入，促进边缘区域DA的释放。酒精依赖受DA、GABA、5-HT和谷氨酸等神经递质的调控，特别的是酒精对GABA的调控方向受剂量大小决定，小剂量如尼古丁一样，发挥抑制GABA功能作用；长时间大量摄入酒精能显著抑制GABA受体的功能，待酒精失效后GABA受体的活性降低，DA的释放量变少，导致焦虑、失眠、震颤等戒断反应出现。
与其他药物直接诱导DA释放的依赖机制有异的是吗啡、海洛因、氢化吗啡、美沙酮和哌替啶等外源性的阿片类物质，优先与μ阿片受体（mu opioid receptor，MOR）结合，参与控制疼痛、成瘾及精神行为。MOR是一种在纹状体、海马、前额叶皮质、伏隔核等脑区广泛存在的G蛋白耦联受体，能抑制VTA内轴突末端囊泡中GABA释放和下调GABA神经元的抑制效应，上调DA能神经元活性，最终通过增加DA的释放介导情绪、精神和行为产生。另外，研究者在NAc中也观察到类似变化。
环磷酸腺苷应答元件结合蛋白（cAMP-response element binding protein，CREB）相关信号通路介导了多数惯用依赖性药物的成瘾以及戒断症状，以可卡因的代偿性适应变化特征为例，cAMP/ 磷酸激酶A（PKA）通路激活，CREB刺激NAc中强啡肽的分泌：强啡肽与VTA中κ-阿片受体结合后，负性调节VTA中多巴胺的运输，降低突触间隙多巴胺浓度，部分抑制可卡因产生的奖赏效应。
1.中脑多巴胺系统
诸多报道为针刺治疗药物依赖的生物学效应提供明确证据。边缘脑区释放的DA作为药物依赖反应的中心物质，也是针灸有效戒断药物的靶标。DA的释放受奖赏网络中的神经元及神经递质之间的内稳态调控。而电针改善药物依赖的戒断症状、减轻心理渴求，也与调控该网络有关。药物成瘾会导致边缘脑区神经元出现广泛的超微结构变性损伤，表现为粗面内质网、核糖体、细胞质、线粒体及细胞核的形态及数量的变化，针灸能抑制相关神经元超微结构的破坏。研究表明，电针大鼠“足三里”和“三阴交”对吗啡处理大鼠的VTA神经元微结构——粗面内质网和线粒体膜的完整性、细胞核及髓鞘的排列具有改善作用。
另外，针灸能通过多途径调控中枢DA受体的表达，抑制戒断状态。一方面，针刺可激活多巴胺细胞体上的GABA B受体，并通过强啡肽神经元激活伏隔核内的突触前κ-阿片受体，从而减少多巴胺的释放；另一方面，针刺刺激下丘脑脑啡肽神经元，并与μ阿片受体相互作用，抑制伏隔核多巴胺释放。研究表明，手针神门穴刺激1分钟，能有效抑制酒精依赖症状，抑制GABA活性和DA的释放是其主要机制，随后还证明该刺激方式能减少吗啡的自给行为。
陈等对海洛因依赖小鼠进行电针“内关”和“三阴交”穴，并结合点刺“四神聪”穴，运用酶联免疫法检测海马内的多巴胺和乙酰胆碱酯酶水平，结果显示，与西药纳曲酮组相比，电针组显著升高海马乙酰胆碱酯酶浓度和降低多巴胺的浓度。
2.阿片系统
阿片类（海洛因、吗啡、美沙酮等）药物与大脑中枢不同脑区的阿片受体结合后，致使药物成瘾大鼠模型体内的内源性阿片样物质分泌减少，增强多巴胺神经元的兴奋性，致使奖赏环路功能上调，从而引起阿片类药物依赖。而现有的药物依赖的研究证据表明，针刺通过调节脑内阿片类受体表达，有效缓解戒断综合征并减少对毒品的渴望。早期研究证明了此观点且发现不同类型的阿片类物质具有电针刺激频率的依赖性：低频电针（2Hz）加速β-内啡肽和脑啡肽在中枢神经系统中的释放，而高频电针（100Hz）加速了强啡肽的释放。1993年的研究发现：100Hz电针对吗啡戒断症状（牙齿抖动、逃逸尝试、体重减轻等）的抑制优于2Hz，并证明了EA通过激活κ阿片受体和强啡肽释放来抑制阿片类戒断综合征。经皮穴位电刺激证明，单次2Hz刺激能抑制吗啡依赖的条件性位置偏爱，100Hz需要重复刺激才能达到疗效，两种频率均能有效减低DA的释放，并提出频率差异的内在机制差异：100Hz单次刺激能促进强啡肽及前强啡肽原的释放，抑制DA表达；而2Hz的刺激作用于脑啡肽使多巴胺系统脱敏。
3.GABA神经元
在中枢神经系统中充当神经递质的氨基酸包括甘氨酸、GABA、天冬氨酸和谷氨酸。GABA和甘氨酸属神经抑制性氨基酸，存在于中枢神经系统和外周神经系统中，是一类重要的抑制性神经递质，GABA主要通过介导下游的GABA受体，增加神经细胞膜内外离子的流动，从而调节机体的各项功能。谷氨酸是中枢神经系统内兴奋性神经递质，参与戒断反应。有研究探讨了针刺对吗啡戒断大鼠情绪的作用及对蓝斑氨基酸水平的影响，采用“神门穴”针刺治疗和十字迷宫行为学测试的方法，观察针刺对吗啡戒断后大鼠的焦虑情绪的作用；采用高效液相色谱检测法测定甘氨酸、谷氨酸和GABA含量。结果表明，针刺使戒断大鼠蓝斑甘氨酸、GABA含量增高，谷氨酸含量降低，是其对吗啡戒断后大鼠的抗焦虑效应的发挥机制。另有研究表明，针刺能在不影响正常状态的情况下，通过GABA受体系统抑制甲基苯丙胺自我给药行为的恢复，有效抑制药物摄入，此种效应能被GABA受体拮抗剂所消除。
4.其他因子
小鼠骨肉瘤病毒致癌基因同系物FosB是细胞核内的一种即刻早期基因，编码合成FosB蛋白家族包括c-Fos、Fra1、Fra2、FosB和ΔFosB，调控细胞信号传导。同时，CREB作为cAMP相关转录因子，直接参与由阿片类药物介导的cAMP通路信号传导异常，在阿片类药物成瘾的形成过程中起关键作用。研究者电针双侧三阴交穴的实验结果显示：电针刺激对扣带前皮质和后皮质以及中央杏仁核内FosB表达有抑制作用，并促进扣带前皮质和伏隔核内CREB表达，抑制腹侧被盖区CREB表达。研究者在戒断后3天内，连续针刺吗啡成瘾SD大鼠模型双侧神门穴，观察到针刺神门穴可减弱吗啡介导的行为敏化，并抑制了伏隔核和纹状体内FosB表达。在小鼠的蓝斑核（locus ceruleus，LC）中，吗啡可提高CREB活性，从而导致LC神经细胞形态改变，并形成阿片类依赖和戒断症状。此外，一些动物研究的结果表明2Hz和100Hz电针均能促进慢性吗啡损伤的VTA多巴胺能神经元的恢复，上调VTA中脑源性神经营养因子（BDNF）的蛋白水平，提示电针治疗阿片成瘾的潜在作用与内源性BDNF的激活有关。