你要是問被洗腦的人， 腦袋的生理變化， 大致可以這麼理解， 洗腦主要是針對記憶而言， 記憶的生理機制又可以詳細到記憶的腦細胞機制， 和神經突觸結構。 簡單地講：
1、從記憶的腦細胞機制上講， 就是通過不斷地輸入反復強化， 持續作用於大腦皮層下的“反響回路”（當眼前的刺激停止， 你還會持續感受到刺激， 這是大腦皮層下神經回路， 往復傳導刺激造成的， 叫反響回路）影響你的短時記憶， 從而影響你的長時記憶。
2、從神經突出角度講， 作為人類長時記憶的神經基礎包含著神經元突出的持久改變， 是由神經的特異衝動造成的， 涉及結構改變， 比較慢， 舉個例子， 長時間學習音樂的熊孩子， 比一般童鞋對音樂更敏感， 這是由於長時間的學習， 已經改變了他大腦的神經突觸形態。 對音樂刺激傳導更快， 而別的與音樂無關的東西則無差別。
以上只是洗腦的一部分。 要全方位的洗腦， 還牽扯到， 認知方式的改變， “圖式”重組（就是把新學習的東西納入， 整合到已學習得東西中的過程）。
廣義的洗腦， 又分為長時間和短時間洗腦。 長時間的洗腦， 從我們一出生就在進行， 比如， 對殺人犯法的規則的認同。 短時迅速的洗腦多半出現在傳銷， 科幻， 搞笑， 假新聞， 和黨校當中。
洗腦的心理發生機制
廣義的洗腦， 其本質是促使個體的認知改變。 借鑒Beck認知治療（同樣也是改變認知的方式， 也可以稱為一種洗腦的方式， 但通常價值觀取向是偏向良性的和大眾的）。
一般在平日生活中遇到一些活動性刺激（actingstimulus）後， 我們會形成一些信念（belief）， 持有這些信念之後再次遇到刺激會產生相應的情緒和情緒行為產生的結果。
通常， 惡性洗腦的刺激分為正性和負性的， 一般是兩者同時使用， 或者只使用其中一種來促使洗腦物件新的信念的形成。
基督教同樣使用了正性強化和負性消退來改變認知和行為的方式（信者上天堂， 不信者下地獄）。
通常的週期在3-6個月（12-20次）左右，一般人會形成鞏固的新的認知。
大腦在短期不會有器質性的變化，但長期會發生改變。例如佛教徒的前額葉會相對發達，但這已經不是因為認知的改變而造成的大腦器質性變化，而是由禪修造成的意識層次的變化而產生的改變，兩者層次不同，但為遞進關係（認知改變了才能進一步造成意識層次改變）。
通常的週期在3-6個月（12-20次）左右，一般人會形成鞏固的新的認知。
大腦在短期不會有器質性的變化，但長期會發生改變。例如佛教徒的前額葉會相對發達，但這已經不是因為認知的改變而造成的大腦器質性變化，而是由禪修造成的意識層次的變化而產生的改變，兩者層次不同，但為遞進關係（認知改變了才能進一步造成意識層次改變）。