Les marqueurs biologiques permettent de décrire et de quantifier un processus biologique sous-tendant un phénomène pathologique ou la réponse à une thérapeutique. Pour la dépression bipolaire, les progrès dans les domaines de l'imagerie structurale et fonctionnelle, mais aussi dans celui de la recherche biologique, fournissent des pistes pour l'identification de tels biomarqueurs. Les résultats des études en neuro-imagerie structurale du cerveau de sujets présentant une dépression bipolaire sont hétérogènes. En imagerie fonctionnelle, on retrouve chez ces patients une hyperréactivité des régions limbiques et striatales avec une implication particulière de la partie latérale du cortex orbito-frontal et une connectivité accrue au sein du faisceau unciné reliant cette région à l'amygdale. Sur le plan biologique, la dépression bipolaire serait associée à une perturbation de certains marqueurs neurotrophiques, inflammatoires et du stress oxydatif, qui pourraient se normaliser lors des périodes de normothymie. Enfin, certaines anomalies des rythmes (activité, température corporelle, phases de sommeil, taux de mélatonine) sont observées dans la dépression bipolaire mais leur spécificité reste à démontrer. Si les résultats évoqués permettent d'envisager de rendre opérationnelle cette notion de biomarqueurs dans la dépression bipolaire, il s'agit pour l'instant d'une voie de recherche et non pas d'outils de pratique clinique.