注意和其他心理现象一样，是由神经系统不同层次、不同脑区的协同活动来完成的。19世纪中叶以来，生理学家和心理学家们进行过多方面的研究，试图揭示注意活动的复杂的生理机制。

一、朝向反射

朝向反射是由情景的新异性引起的一种复杂而又特殊的反射。他是注意最初级的生理机制。朝向反射是由新异刺激引起的。刺激一旦失去新异性，或者说人习惯了一种刺激，朝向反射也就不会发生了。朝向反射又是一种复杂的反射，他包括身体的一系列变化如四肢血管收缩、心率变缓、瞳孔扩散等等。朝向反射的这种特殊作用，使它在人类和动物的生活中具有巨大的生物学意义。

二、脑干网状结构

脑干网状结构师指从脊髓上端到丘脑之间的一种弥散性的神经网络。网状结构的神经细胞形状很复杂，大小也不等，他们的轴突较长，侧枝也较多。网状结构不传递环境中的特定信息，但它对维持大脑的一般性活动水平、保证大脑有效地加工特定的信号具有重要的意义。

三、边缘系统和大脑皮层的功能

觉醒并不等于注意，用网状结构的激活作用不能充分解释注意的选择性。当你选择一些信息，而放弃另一些信息，是和脑的更高级的部分——边缘系统和大脑皮层的功能相联系的。

边缘系统包括了环绕大脑两半球内侧而形成的一个环状脑区，即眶回、扣带回、下丘脑、海马、杏仁核等脑区。边缘系统内部互相连接，并与其他脑区有广泛的联系。

研究者发现，选择性注意包含了注意调控网络和感觉皮层之间的交互影响，参与注意调控的脑区包括背外侧前额叶、顶下皮层和颞上皮层，这些脑区构成注意的神经网络，共同完成注意的控制功能。