Sosyal fobi, sosyal durumlarda yoğun korku ve kaygı hissetme durumudur. Bu durum sırasında insanlar utanma, korkma, endişe, yargılama ve dışlanma hissedebilirler. Beyin ve sosyal fobi arasında önemli bir ilişki vardır. Beyindeki korku, endişe ve kaygı ile ilgili alanlar sosyal fobi semptomları ile ilgilidir. Sosyal fobi hastalarının beyinlerinde, farklı beyin bölgelerindeki faaliyet düzeylerinin değiştiği gözlemlenmiştir. Sosyal durumlarda ortaya çıkan anksiyete beyindeki amigdala bölgesi ile ilişkilidir. Sosyal fobi hastalarının amigdala bölgesi daha fazla aktive olma eğilimindedir. Bununla birlikte, prefrontal korteks bölgesinin düşük aktivitesi, sosyal fobide de bir faktördür. Prefrontal korteks, duygusal işleme, karar verme ve düşünme ile ilgili bir bölgedir. Sosyal fobi hastalarında prefrontal korteks bölgesinin düşük aktivitesi, sosyal durumları düzgün bir şekilde işleme ihtimallerini azaltır. Bu nedenle, sosyal fobi hastaları, sosyal durumlarda daha fazla kaygı yaşayabilirler.