Äußerlich ähnelt die Hypnose dem Schlaf und der Meditation. Die Hirnaktivität während einer Trance unterscheidet sich davon allerdings deutlich: Je nachdem, welche Sinneskanäle der Hypnotiseur anspricht, regen sich im Gehirn des Klienten vermehrt die für das Sehen, Hören oder Riechen zuständigen sensorischen Zentren. Daneben sind meist auch eine Reihe anderer Hirnareale in der hypnotischen Trance aktiv – darunter der anteriore zinguläre Kortex (ACC), der Precuneus im Parietallappen sowie Teile des Hinterhaupts- und des Schläfenlappens. Diese Regionen sind vor allem beteiligt, wenn wir Erinnerungen abrufen oder uns Bilder vor dem geistigen Auge vorstellen.

Die Erforschung der neurobiologischen Grundlagen der Hypnose hilft, ihre besondere Suggestivkraft besser zu verstehen. So lässt sich etwa das Schmerzempfinden per Trance beeinflussen: Einen Probanden, der seine Hand in 47 Grad Celsius heißes Wasser tauchte, suggerierten der Forscher der McGill University in Montreal, er könne die Schmerzintensität mit einem Knopf drosseln – daraufhin sank die Aktivität im somatosensorischen Kortex, der Tastempfinden vermittelt. Als man dem Probanden "einflüsterte", er fühle sich wohl und die Schmerzempfindung störe ihn nicht weiter, sanken das Schmerzempfinden parallel mit der Aktivität im anterioren zingulären Kortex, der am Bewerten von Sinnesreizen beteiligt ist.

Bei etwa jedem zehnten Erwachsenen lindern auch so genannte Placebos – Pillen, die keinen Wirkstoff enthalten – Schmerzen lindern. Hypnose ist jedoch meist wirksamer als Placebos und lindert Beschwerden trotz pharmakologischer Blockade von Endorphin-Rezeptoren an den Nervenzellen, wie Mediziner der Stanford University in Kalifornien nachwiesen. Vermutlich wirkt die Trance also (auch) über andere Mechanismen. Als begleitende Maßnahme zur psychotherapeutischen Behandlung von Schmerzen, Ängsten oder bei der Raucherentwöhnung hat sie sich am besten bewährt.