情绪都带有一定的可观察到的或测查到的机体变化。情绪状态中的机体变化表现在下述几方面。
内脏器官活动的变化：表现在发怒或突然震惊时，呼吸加快而短促，心跳加速，血压升高，血糖增加，血液含氧量也增加；突然震惊甚至会出现暂时的呼吸中断。
面部表情和姿态的变化：哭泣时，眼部肌肉收缩；悲哀时，眼、嘴下垂；愤怒时，眼、嘴张大，毛发竖起；盛怒时，胸部挺起、横眉张目，紧握拳头；感到困窘或羞愧时，常面红耳赤；突然震惊时，脸色苍白等。
腺体和内分泌腺的变化：焦虑、忧郁时，抑制胃肠蠕动和消化液的分泌；盛怒时，食欲锐减；在激烈紧张的情绪状态中，肾上腺素分泌的增加引起血压、血糖等一系列的变化。如愤怒状态时，由于肾上腺素分泌的增加，引起血糖和血压升高、肌肉紧张度增高，使机体处于应激状态。
表现在言语的不同声调上：如同一个词“什么”，用不同声调可表现出疑惑；生气、惊奇、好奇、愤怒、鄙视等情绪。
情绪状态中的机体变化，提供了对情绪进行客观测量的条件。运用各种生理记录仪器可把呼吸、血压、血管张缩、脑电、肌电和皮肤电等的生理反应记录下来。心理学家和生理学家在这方面做出了许多有价值的成果。例如，皮肤电反应可测量在忧郁情绪状态下皮肤电阻的变化，根据仪表上电阻的下降可测出某人的情绪处于忧郁状态。又如在突然震惊状态下，可测出心电图和脑电图的波形变化。
但人的情绪是具有社会性的，因而人们可有意识地调节和控制自己的表情动作。如果只凭外部表现去判断一个人的情绪情况，往往是不全面的。笑的表情可出自内心的喜悦，也可出自矫揉造作，强颜为欢。人的情绪有时只有内部可以觉察到，而把外部表现隐蔽起来，甚至在意识控制下会做出相反的情绪表现。如坚持在敌区进行地下工作的共产党员，他们出于对革命事业的热爱和深厚的无产阶级情感，他们的真实情感是不容许在敌人面前有丝毫流露的。