In den letzten beiden Jahrzehnten gelang es durch neue Technologien in der modernen Bildgebung, der Neurochemie und der Elektrophysiologie Erkenntnisse bezüglich pathologischer körperlicher Grundlagen und Veränderungen bei der Schizophrenie deutlich zu erweitern. Ob diese Veränderungen aber ursächlich für die Schizophrenie oder das Ergebnis dieser Erkrankung darstellen ist bis heute ungeklärt.
Mittlerweile sind einige Gebiete im Gehirn identifiziert, die nachweislich bei der Schizophrenie verändert sind. Dazu gehören die so genannte graue Substanz, der Temporallappen, der frontale Cortex und der Thalamus. Die Veränderungen betreffen sowohl die Struktur dieser Regionen, z.B. eine Verringerung im Volumen als auch ihre Funktion, z.B. eine reduzierte Aktivität. Diese reduzierte Aktivität kann dann im Folgenden einhergehen mit Veränderungen im Bereich der Konzentration, der Emotionalität und des Denkens.
Mit funktionellen bildgebenden und neurochemischen Verfahren können Aussagen darüber getroffen werden, welche Nervenzellen unter welchen Bedingungen funktionieren oder wie sich deren Energiestatus verändert. Einschränkungen in diesen Bereichen konnten in bestimmten Gehirnbereichen schizophren Erkrankter festgestellt werden.
Neurophysiologische Untersuchungstechniken befassen sich mit der elektrischen Aktivität des Gehirns, die bekannteste Untersuchungsmethode ist das Elektroencephalogramm (EEG) sowie die daraus errechneten Ereignis-korrelierten Potentiale (EKP). Veränderungen bei schizophrenen Patienten konnten anhand verschiedener Potentiale wie der P50, der mismatch negativity, der P-300 sowie bei Augenfolgebewegungen, Schlaf-EEG und bei Untersuchungen zur neuronalen Synchronizität festgestellt werden.
Bestimmte Neurotransmitterveränderungen bei der Schizophrenie gehören zu den schon lange bekannten und auch therapeutisch genutzten biologischen Modellen der Schizophrenie. Neurotransmitter werden auch Botenstoffe genannt, denn ihre Funktion ist es sämtliche Informationen, die auf einen Menschen einwirken, von Nervenzelle zu Nervenzelle in die dafür vorgesehenen Gehirnregionen zu transportieren. Der Botenstoff Dopamin ist ganz besonders wichtig für die Schizophrenie, da die Dopaminkonzentration im Akutstadium einer Schizophrenie in bestimmtem Gehirnarealen stark erhöht ist.
Es muss betont werden muss, dass keine der beschriebenen biologischen Veränderungen, insbesondere die Veränderungen der Hirnsubstanz, mit Defiziten der Intelligenz der Betroffenen gleichgesetzt werden können. Nach wie vor gibt es keinen Beleg dafür, dass Menschen, die an einer Schizophrenie erkrankt sind, auffällige Einschränkungen ihrer Intelligenz im Vergleich zur psychisch gesunden Bevölkerung aufweisen.