Wissenschaftliche Forschung aus zahlreichen Studien deutet darauf hin, dass es einen starken Zusammenhang zwischen Wetter und menschlichen Emotionen gibt. John Grohol von der Website Psych Central weist darauf hin, dass diese Schlussfolgerung nicht universell von Forschern gestützt wird, obwohl die überwältigende Menge an Beweisen einen Zusammenhang zwischen den beiden Phänomenen herstellt. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass verschiedene Wetterbedingungen entweder als Stimmungsaufheller oder als Depressiva für die menschliche Psyche wirken können.
Laut dem Vitamin D Council verbindet die frühe Forschung Vitamin-D-Mangel und Depression, obwohl weitere Forschung notwendig ist, um dies abschließend zu beweisen. Die menschliche Haut produziert Vitamin D3, wenn sie UVB-Strahlung aus Sonnenlicht ausgesetzt ist. Die Menge an UVB-Strahlung, die tatsächlich die Haut erreicht, variiert erheblich zwischen den Jahreszeiten. Während des Winters erreichen weniger Sonnenlicht und Strahlung die meisten Regionen, und Menschen kleiden sich oft in Kleidung, die die Haut vollständiger bedeckt. Beide Faktoren verursachen einen Rückgang der Vitamin-D3-Produktion.
Serotonin und Melatonin sind Gehirnchemikalien, die Stimmung und Verhalten beeinflussen. Courtney Ratzburg von der Vanderbilt University berichtet, dass die Zirbeldrüse nachts oder im Dunkeln Melatonin ausschüttet, um Schläfrigkeit zu induzieren, und Melatonin aus Serotonin schafft. Laut Sheri Barke vom College of the Canyons tragen niedrige Serotoninspiegel zu Depression, Schlafproblemen und übermäßigem Essen bei. Ein wichtiger Weg, Serotonin natürlich zu erhöhen, ist der Kontakt mit Sonnenlicht, aber dies variiert zwischen den Jahreszeiten. Laut dem Vitamin D Council verdoppelt die Sommersonne die Serotoninproduktion im Vergleich zur Wintersonne.
John Grohol von Psych Central berichtet, dass Temperatur und Luftfeuchtigkeit beide eine wichtige Rolle bei der Stimmung spielen. Er verweist auf eine Studie aus dem Jahr 1984 von E. Howarth und M.S. Hoffman, die Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Sonnenlicht und Stimmung maßen. Ihre 11-tägige Studie mit 24 College-Studenten ergab, dass höhere Temperaturen Skepsis und Angst senkten. Andererseits dämpfte höhere Luftfeuchtigkeit die Konzentration und induzierte Schläfrigkeit. Grohol stützt letztere Ergebnisse mit einer weiteren Studie aus dem Jahr 1982 von J.L. Sanders und M.S. Brizzolara. Sie kamen zu dem Schluss, dass höhere Luftfeuchtigkeit Stimmungseigenschaften wie Tatkraft und Zuneigung senkte.
Die rotierenden Jahreszeiten bringen vorhersehbare Veränderungen mit sich – insbesondere enthalten die Wintermonate weniger Sonnenlicht und Wärme. Bei einigen Menschen verursacht dies jährliche Stimmungsschwankungen, die heute als Saisonal abhängige affektive Störung, oder SAD, bekannt sind. Laut der Mayo Clinic beginnen die Symptome von SAD normalerweise im Herbst und halten während des Winters an, und umfassen Gereiztheit, Depression und Energielosigkeit.

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