Le glutamate est un neurotransmetteur excitateur ubiquitaire dans le système nerveux central. Il agit sur les récepteurs N-méthyl-D-aspartate (NMDA) et non-NMDA amino-3-hydroxy-5-méthyl-4- isoxazole propionic acid (AMPA) et les récepteurs du kainate, qui sont tous des canaux ioniques. Il agit également sur les récepteurs métabotropes qui sont eux couplés au système de transduction intracellulaire lié aux protéines G. Le récepteur NMDA est probablement le plus étudié dans les pathologies psychiatriques, et nécessite parallèlement au glutamate un coagoniste obligatoire, la glycine.

Toute la difficulté dans l’utilisation des voies glutamatergiques dans les troubles psychiatriques tient à deux aspects essentiels de la transmission glutamatergique :
 son caractère ubiquitaire tout d’abord : à la différence de systèmes dont l’organisation anatomique est plus localisée, à l’exemple du système dopaminergique, la transmission glutamatergique n’est pas systématisée. Néanmoins la plus forte densité de récepteurs glutamatatergiques est retrouvée dans le cortex cingulaire antérieure, dans la surface médiale du cortex préfrontal et dans les hippocampes ;
 l’excès de stimulation glutamatergique est toxique : si la transmission glutamatergique est excitatrice, à l’excès elle déclenche une entrée massive de calcium dans les neurones, entraînant la mort cellulaire par apoptose. Donc l’équilibre est difficile à trouver : une stimulation est excitatrice mais peut conduire à la mort cellulaire.