De très nombreuses molécules, médicamenteuses ou non médicamenteuses, seules ou en association, peuvent entraîner la survenue d'un syndrome sérotoninergique. Après un rappel des aspects cliniques et thérapeutiques de ce syndrome, une description des différentes techniques analytiques est réalisée, permettant la recherche et l'identification des substances susceptibles d'agir sur la biodisponibilité de la sérotonine au niveau du système nerveux central. La diversité des molécules recherchées nécessite des méthodes de criblage ciblé utilisant à ce jour en priorité la chromatographie liquide couplée à un détecteur ultraviolet (UV) par barrette de diodes (BD) (chromatographie en phase liquide [CL]/BD), ou à un détecteur par spectromètre de masse (SM) le plus souvent en tandem (CL/SM-SM). Afin d'élargir l'analyse toxicologique à un criblage non ciblé, de substances inconnues comme par exemple les nouveaux produits de synthèse (NPS) et afin d'augmenter la sensibilité de leur dépistage, les laboratoires de toxicologie sont actuellement nombreux à s'équiper de spectromètre de masse à haute résolution (CL/SMHR).