癲癇的發病機制十分複雜， 它涉及遺傳、病理、免疫等多個方面， 其中一些環節已為人類所知， 但大部分尚未完全清楚。
大腦由數十億的神經元組成， 不同神經元的形態、大小並不相同， 但每個神經元都有胞體、突起兩部分。 胞體是神經元的主要部分， 是代謝和能量供應的中心、。 突起是不同神經元胞體的信號傳導通路， 按形態和功能不同分為樹突和軸突， 樹突有多個， 呈樹枝狀分佈， 接受外界信號， 將資訊傳到大腦；軸突僅有1個， 一端連接胞體， 一端一端形成終末與組織或器官相連， 將信號從大腦傳出，
神經元之間的資訊是依靠生物電來傳導的， 即使是在安靜休息狀態時， 神經元也會保持低頻率、低波幅的放電以維持人體的正常生理狀態。 當大腦神經元的放電活動出現異常， 產生不自主的高頻率、高波幅放電時會影響人體的正常生理狀態， 引起意識改變、運動異常等臨床表現， 即癲癇發作。 而這種異常的神經元放電活動由腦電圖記錄出來就稱為癲癇樣放電。 一次癲癇發作可以是某部分神經元異常放電的結果， 也可以由全腦神經元共同參與。 導致神經元異常放電的大腦病理改變所在的區域稱為癲癇病理灶， 而異常放電產生的區域稱為致癇灶， 二者位置可不重合。
