Está associado ao sistema límbico, em que o hipocampo atua na memorização da rotina do indivíduo, com clara marcação das horas do dia e dos afazeres associados que leva a determinados níveis metabólicos.

O fenômeno é causado por uma disfunção no ritmo circadiano, controlado pela glândula pineal, que controla a secreção de hormônios que influenciam diretamente no ciclo vigília-sono.

O tronco encefálico possui ligação indireta ao fenômeno ao descarregar uma pequena quantidade de histamina. Com o jet lag, o corpo passa a secretar substâncias que atuam como anti-histamínicos interferindo no sistema vigília-sono.

O sistema límbico está intimamente ligado ao fenômeno, uma vez que coordena emoções como raiva e controla vigília-sono, permitindo que o indivíduo tenha variações nos níveis hormonais que o mantem acordado.

O Jet lag relaciona-se mais às questões eufóricas de liberação de uma intensa descarga de adrenalina no córtex cerebral que leva a descompasso do hipocampo e sua memorização da rotina prévia.