Hoogsensitiviteit is het gevolg van hoe het zenuwstelsel werkt en wordt in de biologie van het zenuwstelsel omschreven als een hogere gevoeligheid voor prikkels. In onderzoeken met de fMRI scanner zien onderzoekers verschillen in hoe delen van de hersenen van wel en niet hooggevoelige personen oplichten. Hoogsensitieve mensen zijn gevoeliger voor prikkels (zowel interne prikkels als externe prikkels). Ze nemen meer prikkels waar, verwerken de prikkels dieper en leggen meer verbindingen.
Voorbeelden van interne prikkels zijn emoties, pijnprikkels, schommelingen in de bloedsuikerspiegel, dorst.
Voorbeelden van omgevingsprikkels zijn licht, geluid, geur, emoties van anderen, warmte, sfeer.