Die Forschung hat gezeigt, dass Glücksspiel bestimmte Hirnregionen beeinträchtigen kann, wobei die Aktivität in bestimmten Hirnregionen das Glücksspielverhalten direkt beeinflusst. Dabei handelt es sich insbesondere um den präfrontalen Cortex, den vorderen Teil des Gehirns, der die Planung, das Lösen komplexer Probleme, die Persönlichkeit und die Verarbeitung möglicher Konsequenzen steuert, und das ventrale Striatum, den Teil des Gehirns, der Belohnungen und Gefühle wie Glück verarbeitet.
In der Forschung wurde festgestellt, dass Menschen mit einer Glücksspiel- oder Drogenkonsumstörung eine erhöhte Konnektivität mit dem Belohnungssystem und eine verringerte Aktivität mit dem präfrontalen Cortex aufweisen. Die verringerte Aktivität im präfrontalen Cortex könnte dann auch erklären, warum Menschen mit einer Glücksspielstörung mehr Probleme haben, ihre Impulse zu kontrollieren als andere Menschen. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass es bei Menschen mit problematischem Spielverhalten Unterschiede in der Funktion des präfrontalen Cortex gibt, was dazu führt, dass sie größere Schwierigkeiten haben, Entscheidungen über unmittelbare Belohnungen im Vergleich zu späteren Belohnungen und deren Folgen zu treffen.
Auch das ventrale Striatum ist bei problematischen Glücksspielern weniger aktiv, wobei Menschen, die dem Nervenkitzel des Glücksspiels verfallen sind, paradoxerweise eine geringere Aktivierung der Belohnungsbahnen in ihrem Gehirn aufweisen. Dies alles deutet darauf hin, dass das Hauptinteresse von Spielsüchtigen eher darin besteht, die mangelnde Aktivität des Belohnungssystems und positive Gefühle zu kompensieren, als im Gewinnen selbst.