Tout d'abord, le rire est provoqué par un stimulus qui peut être :
- visuel (situation cocasse)
- auditif (bruit marrant, blague)
- tactil (chatouilles notamment sur certaines parties sensibles du corps comme les côtes, sous les aisselles, ou sur la plante des pieds.)
- olfactif (protoxyde d'azote, plus connu sous le nom de gaz hilarant
Capté en premier lieu par les organes sensoriels (nez, langue, oreilles, yeux...) , ce stimulus est ensuite traité par les aires sensorielles du cortex cérébral et est analysé selon le cas soit :
- par cortex auditif , situé dans le lobe temporal
- par le cortex visuel, situé dans le lobe occipital
- par le cortex somatosensoriel , situé dans le lobe pariétal
Le rire peut également être déclenché par un souvenir venant de la mémoire

Par la suite, ces zones sensorielles du cerveau envoient des signaux nerveux vers le centre cortical du rire situé dans le lobe pré-frontal du cortex cérébral qui contrôle nos comportements et choisit la réponse approprié face à telle ou telle situation. Ces influx nerveux sont ensuite transportés vers le système limbique, où naissent les émotions (comme le plaisir, la peur...). Ce système est composé entre autre de l'hypothalamus, de l'hypocampe et de l'amygdale. Via l'hypothalamus, ce système va ajuster l'intensité de la réponse émotionnelle en fonction du message reçu par le cortex c'est ce qui fera que l'on rira discrètement ou alors aux éclats. Grace a l’amygdale ce système va choisir une comportement adapter a la situation puis grâce a l’hippocampe pourra se rappeler de souvenir antérieur car cette air est liée a la mémoire. Puis il va au système nerveux végétatif, (ou autonome) permet de contrôler différentes fonctions automatiques du corps humain (respiration, circulation et pression artérielle...). l est composé :
- du système nerveux parasympathique (ralentissement général des organes, stimulation du système digestif).
- du système nerveux sympathique