影片中，“特工队”中的五个角色：乐乐、怒怒、忧忧、怕怕和厌厌，分别对应着情绪中的喜悦、愤怒、哀愁、恐惧和厌恶，也就是通常意义上的“基本情绪”。所谓基本情绪是指人无需后天学习，与生俱来的情绪，对于同一种基本情绪，不同文化、不同种族的人们都有相同的表现和解读方式。
人究竟有多少种基本情绪，心理学家们有着不同的看法，比如六种（片中的五种加上惊讶），四种（喜、怒、哀、恐）或八种（悲痛、恐惧、惊奇、接受、狂喜、狂怒、警惕、憎恨）等等。之所以会有不同，是因为研究者们的分类维度和研究角度（比如表情的面部肌肉运动、神经回路、神经递质水平等）有所不同。而影片中只有五名队员的原因是：导演认为恐惧和惊讶的表达十分相似，所以在六种基本情绪的基础上，从艺术表现的角度削减了一名队员。
与基本情绪相对应的是复合情绪，复合情绪建立在基本情绪之上，并在认知、情感等不同层面上不同程度地加以组合（比如“羡慕嫉妒恨”）。复合情绪是人在后天不断学习、交流、体验而来，并受到社会、文化等多方面因素的影响。每个人复合情绪的数量都不尽相同，所以，如果考虑到复合情绪，成年人的“情绪特工队”队员可就要数以百计了。
很多时候，人们喜欢用正面、负面或是积极、消极来给情绪进行分类，其实作为一种结合了认知、感受、反应、表达、动机等多种因素的心理现象，仅靠正负来对情绪进行划分是不全面的。正如影片中没有反面角色一样，情绪的产生是为了人类更好地适应生活与环境，适度的“消极情绪”反而会有益于身心健康。心理学家研究发现，考试中适度的焦虑能促进思维活跃程度和反应速度，有助于取得更好地成绩；工作中适度的悲观不仅不会影响效率，反而能增强忧患意识，激发责任感。如同影片中提到的那样，有时愤怒令人充满能量，恐惧让人避免灾难，厌恶使人远离伤害，悲伤帮助保护自己。虽然分工不同，但每个“情绪特工”都是正常的心理反应，消极情绪也并不可怕，学会科学的管理情绪、疏导情绪才是关键。
影片中出现的彩色记忆球同样令人记忆深刻，记忆球的不同颜色代表了每个记忆事件所伴随的情绪状态。在大脑的记忆系统中，情绪与记忆结合的产物之一就是情绪记忆，情绪记忆包括对情绪的主观体验、生理行为反应以及引起情绪的刺激事件，其特点是鲜明、生动且富有情境性。
我们在回忆往事时，相伴随的情绪也会随之出现，这些唤醒事件是情绪记忆的重要组成部分。心理学研究表明，情绪记忆较之非情绪性记忆往往更加持久而强烈。人们对人生中自豪的瞬间、惊喜的时刻、悲痛的事件的记忆要比枯燥无意义的内容的记忆更加深刻。研究者们还发现，对负性信息的回忆率要好于积极信息的回忆率，这也就造成了一些难过、惨痛的经历让人们久久难以忘怀，甚至形成心理疾病的隐患。从另一方面来看，我们也可以选择性地提取情绪记忆来帮助调节情绪：回想过去生活中快乐的点滴，同样会产生幸福、愉悦的体验和感受。所以，当情绪低落时，也不妨去翻翻记忆仓库中“金色的小球”、“粉红的回忆”吧。
认知神经科学的研究表明大脑中的杏仁核、前额叶、下丘脑等都是与情绪最相关的重要脑区，是“特工队”的“主战场”，但是特工们可不仅仅活动在这一范围，还“潜伏”在身体的其他部分，比如消化道。在食管、胃脏、小肠与结肠内层组织的鞘中，都含有神经细胞、神经传递质、蛋白质和复杂的环行线路，与头脑相对应，这也被称作“肠脑”。基于“肠脑”，近年来中科院心理所的科研人员研究发现肠道内的共生微生物不仅可以调控肠道活动, 还会对情绪状态和认知功能产生一定影响，平衡的肠道菌群可以改善情绪，促进身心健康, 也会减少中枢神经系统疾病的可能。所以，如果未来《头脑特工队》拍了续集——《肠脑特工队》，千万不要觉得太过奇怪呀！
