癫痫的发病机制复杂，迄今为止尚未完全阐明。但发作时大脑神经元出现异常的、过度的同步性放电得到广泛认同。神经系统具有复杂的调节兴奋和抑制的机制，通过反馈活动，使任何一组神经元的放电频率不会过高，也不会无限制的影响其他部位，以维持神经细胞膜电位的稳定。如果这种稳定被打破，出现兴奋过程的过盛、抑制过程的衰减或神经膜本身的变化，引起神经元异常、过度放电，就会导致癫痫发作。

小儿特别是婴幼儿，由于大脑发育尚未成熟，皮层神经细胞分化不全，皮层的分析鉴别及抑制功能较弱；其次神经元树突发育不全，轴突髓鞘未完全形成，兴奋性冲动易于泛化而产生惊厥。当各种刺激因素作用于神经系统时，使神经细胞过度兴奋而发生过度的反复放电活动。这种电活动可为局限性或全身性，临床表现为局限性或全身性的抽搐。

血清钠增高时，钠的浓度与神经肌肉应激性成正比，超过一定浓度容易导致癫痫发作。高热使中枢神经过度兴奋，对内外环境刺激的应激性增高，或者使神经元代谢率增高，氧及葡萄糖消耗增多而含量降低，使神经元功能紊乱，也会引起癫痫发作。