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，其中一些環節已爲人類所知，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爲樹突和軸突，樹突有多個，呈樹枝狀分佈，接受外界信號，將信息傳到大腦；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，控制人的牛命活動。
神經元之間的信息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(強度)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、運動異常等臨牀表現，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爲癲癇樣放電。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爲癲癇病理竈(解剖學)，而異常放電產生的區域稱爲致癇竈(神經生理學)，二者位置可不重合。
