Quando o cérebro é lesionado, seja por causas naturais ou por traumas, há três resultados possíveis: sangramento, edema ou ambos. Algumas causas de dano ao cérebro que podem resultar em "morte cerebral" são:
  • trauma
    • aberto (ferimentos por arma de fogo, etc.)
    • fechado (golpe, etc.)
  • anoxia (período de falta de oxigénio causado por afogamento, enforcamento, inalação de fumaça, envenenamento por monóxido de carbono, etc.)
  • derrame
    • rompimento de aneurisma
    • infecção
      • bacteriana
      • viral
      • por fungos
  • tumor
    • sem metástase
    • com metástase
  • overdose de drogas
  • baixos níveis de glicose sangüínea
O sangramento no interior do cérebro pode ser catastrófico. Os neurocirurgiões podem abrir o crânio e tentar controlar o sangramento. Quando o cérebro começa a inchar, os ventrículos se colapsam e a pressão no interior do crânio aumenta. O aumento da pressão intracraniana (PIC) precisa ser tratado ou ocorrerão grandes problemas neurológicos. O médico dará ao paciente corticóides, medicamentos com alta osmolaridade para reduzir o edema e tentará prover sangue altamente oxigenado fazendo com que o pouco sangue que entra no cérebro produza o máximo benefício. Mesmo fazendo o possível para reduzir o sangramento e o edema celular, o tratamento pode não ser suficiente para controlar a PIC. À medida que a PIC aumenta, o tecido que está inchando não tem para onde expandir devido à restrição imposta pelos ossos do crânio. Às vezes o neurocirurgião coloca um parafuso no crânio. Este é aparafusado no interior do crânio e tem um orifício no meio, ligado a um dreno, que é usado para remover o líquido intracraniano, dando espaço para o edema e fornecendo uma via para medir a PIC.

Se a PIC não puder ser controlada, a pressão continuará aumentando até que a PIC se igual à pressão sangüínea do paciente. Neste momento, não entrará mais sangue no cérebro e o cérebro morrerá. Em muitos casos, a pressão aumentará empurrando o tronco cerebral para baixo, para dentro da coluna vertebral. Isso se chama herniação cerebral, e resulta em morte cerebral instantânea.