癫痫的发病机制非常复杂，至今尚未完全了解其全部的发病机制，但发病的一些重要环节已被探知。以下是癫痫发病机制的介绍。
一、痫性放电的起始：神经元异常是癫痫发病的电生理基础。正常情况下，神经元进行自发有节律性的电活动，但频率较低。致痫灶神经元的膜电位与正常神经元不同，在每次动作电位之后出现阵发性异常发电，同时产生高频的棘波放电。神经元异常放电可能是由于各种病因导致离子通道蛋白、神经递质、调质异常，出现离子通道结构和功能改变，引起离子异常跨膜运动所致。
在癫痫发病机制中，需要对神经元异常放电起源需区概念进行区分：
①癫痫病理灶：是癫痫发作的病理基础，癫痫病理灶指脑组织形态或结构异常直接或间接导致痫性放电或癫痫发作，CT或MRI通常可显示病理灶，有时需要在显微镜下才能发现;
②致痫灶：是脑电图出现一个或数个比较明显的痫性放电部位，痫性放电可因病理灶挤压、局部缺血、缺氧等导致局部皮质神经元减少和胶质增生所致。研究表明直接导致癫痫发作并非癫痫病理灶而是致痫灶。单个病理灶(如肿瘤和血管畸形等)的致痫灶多位于病理灶边缘，广泛癫痫病理灶(如颞叶内侧硬化及外伤性瘢痕等)的致痫灶常包含在病理灶内，有时可在癫痫病理灶的同侧或侧脑区。
二、痫性放电的传播：异常高频放电反复通过突触联系和强直后易化后作用诱发周边及远处的神经元同步放电，从而引起异常电位的连续传播。
(1)异常放电局限于大脑皮质的某一区域时，表现为部分性发作;
(2)若异常放电在局部反馈回路中长期传导，表现为部分性发作持续状态;
(3)若异常放电通过电场效应和传导通路，向同侧其他区域甚至一侧半球扩散，表现为Jackson发作;
(4)若异常放电不仅波及同侧半球同时扩散到对侧大脑半球，表现为继发性全面性发作;
(5)若异常放电的起始部分在丘脑和上脑干，并仅扩及脑干网状结构上行激活系统时，表现为失神性发作;
(6)若异常放电广泛投射至两侧大脑皮质并当网状脊髓束受到抑制时表现为强直-阵挛性发作。
三、痫性放电的终止：目前对痫性异常放电的放电机制尚未完全明了，痫性异常放电可能为机制脑内各层结构的主动抑制作用及癫痫发作时，癫痫灶内产生巨大突触后电位，后者激活负反馈机制，使细胞膜长时间处于过度去极化状态进而抑制异常放电扩散，减少癫痫灶的传入性冲动，促使发作放电的终止。
