过去,人们认为脑震荡只是中枢神经系统的暂时性功能障碍,没有明显的器质性损伤,在大体解剖学和病理组织学上也没有发现病变。所表现出的短暂的脑功能抑制可能与暴力造成的脑细胞分子紊乱、神经传导阻滞、脑血液循环调节障碍、神经元间的损伤以及中线脑脊液冲击波等因素有关。
近来,根据神经学电生理学的研究,人们认为是脑干网状结构的损伤影响了上行激活系统的功能,是造成意识障碍的重要原因。然而,这些学说并不能令人满意地解释脑震荡的所有现象,如脑震荡导致的死亡案例、职业拳击手的慢性脑萎缩损伤甚至痴呆,以及业余拳击手报告的轻微脑功能障碍。