Các nhà nghiên cứu sinh vật tin rằng, tình yêu về cơ bản là một trạng thái sinh học hơn là một trạng thái văn hóa
.
Các nhà khoa học đã có thể quan sát hoạt động của bộ não khi con người yêu. Các nhà nghiên cứu đã cho thấy khi một người yêu, có hàng chục phần khác nhau của bộ não cùng hoạt động, tiết ra các chất hóa học gây ra các cảm giác khoan khoái, hưng phấn và kích thích. Người ta còn chỉ ra rằng tình yêu vô điều kiện giữa người mẹ với đứa trẻ được kết hợp với các hoạt động ở những vùng não khác nhau.
Theo các nhà khoa học, tình yêu nồng nhiệt bắt nguồn từ một vùng não, cũng chính vùng não này được kích hoạt khi con người cảm thấy thèm cocaine. Thực tế, những cảm giác thèm khát, thôi thúc khi yêu rất giống với cảm giác "nghiện ngập". Những trạng thái mãnh liệt, dữ dội nhất thường gắn với các giai đoạn khởi đầu của mối quan hệ, một mối quan hệ sau đó sẽ mang lại sự gắn kết dịu êm hơn, đó chính là lúc con người cảm nhận mối tình yêu lâu dài. Lúc này, bộ não con người tiết ra một chất hóa học khác nhẹ hơn, nhưng vẫn liên quan đến các trung tâm "nghiện ngập" của bộ não.
Tất cả những điều này có nghĩa là một người đặc biệt nào đó có thể trở thành một "chất gây nghiện" với bộ não của người khác. Và tình yêu ở cái nhìn đầu tiên chỉ có thể xảy ra nếu cơ chế hình thành mối quan hệ gắn kết lâu bền có thể được kích thích nhanh chóng. Có những dấu hiệu chứng minh điều này là có thể. Chẳng hạn như bằng chứng về việc con người có thể quyết định trong vòng chỉ một phần nhỏ của giây về việc người kia có sức hấp dẫn như thế nào đối với họ. Quyết định này thường liên quan đến sự hấp dẫn ở khuôn mặt, dù đàn ông thường bị hút vào những phụ nữ có vòng ba to tròn.
Một bằng chứng khác về thần Cupid đã được Ayala Malack-Pines, một nhà tâm lý học của trường Đại học Ben-Gurion ở Israel, chứng minh. Trong một khảo sát, Ayala Malack-Pines phát hiện ra có một phần nhỏ (11%) những người đã ở trong mối quan hệ lâu dài nói rằng họ bắt đầu bằng tình yêu từ cái nhìn đầu tiên. Nói cách khác, với một số cặp những ấn tượng hấp dẫn đầu tiên đã kích thích tình yêu của họ và mang đến mối quan hệ bền vững.
Tất nhiên, một số cặp cần tạo dựng mối quan hệ trong một thời gian dài hơn, và có nhiều người từng là bạn bè trước khi là người yêu, là vợ chồng. Có thể do khi một người tìm kiếm bạn trăm năm với những đặc điểm không thể nhận dạng ngay lập tức, như là sự cảm thông, yêu thương, trí thông minh hay tính cách hài hước, vì thế họ khó có tình yêu từ cái nhìn đầu tiên.
Tuy nhiên, những người quan tâm và bị thu hút bởi hình dáng, đặc điểm bên ngoài có thể tìm thấy tình yêu từ cái nhìn đầu tiên dễ dàng hơn. Vì thế, tình yêu từ cái nhìn đầu tiên là điều có thật, nó thực sự tồn tại nhưng không phải là điều tất yếu phải có của một mối quan hệ lâu dài.