Aivojen surkastumisen mahdollisia syitä on monia. Monissa tapauksissa aivojen surkastuminen voi johtua jonkinlaisesta neurologisesta sairaudesta, joka on mikä tahansa sairaus, joka vaikuttaa keskushermoston rakenteeseen. Aivojen surkastuminen johtuu joskus myös traumaattisista aivovaurioista, kuten auto-onnettomuudessa saaduista vammoista. Aivojen surkastuminen tapahtuu, kun jostain syystä hermosolut tai aivosolut heikkenevät tai muuttuvat tehottomiksi, mikä johtaa aivokudoksen vähenemiseen. Aivojen surkastuminen tunnetaan myös yleisesti aivoatrofiana.
On olemassa satoja neurologisia häiriöitä, jotka voidaan luetella mahdollisiksi aivojen surkastumisen syiksi. Joitakin hyvin tunnettuja esimerkkejä ovat syöpä, aivohalvaus, epilepsia, Alzheimerin tauti ja AIDS. Aivojen surkastuminen on itse asiassa eräänlainen neurologinen häiriö sinänsä, vaikkakin toissijainen tila, joka on edeltävien tekijöiden aiheuttama. Kaikki neurologiset häiriöt eivät ole varmoja aivojen surkastumisen syitä. Tietyt ihmiset voivat elää esimerkiksi epilepsian tai multippeliskleroosin kaltaisten sairauksien kanssa kärsimättä aivojen surkastumista. Muut neurologiset häiriöt vaikuttavat selkäytimeen tai hermoihin heikentämättä aivojen toimintaa.
Jotkut aivojen surkastumisen syyt ovat harvinaisempia ja siksi vähemmän tunnettuja. Esimerkiksi Huntingtonin tauti on geneettinen sairaus, joka aiheuttaa aivosolujen rappeutumista. Krabben tauti aiheuttaa aivojen surkastumista hyökkäämällä hermosoluja suojaavaan myeliinivaippaan.
Aivojen surkastumista voi myös esiintyä pään vamman seurauksena. Pään vammoista johtuvaa aivojen surkastumista kutsutaan usein aivovaurioksi. Tällaisissa tapauksissa aivojen osat kirjaimellisesti kuolevat tylpän voiman seurauksena.
Aivojen surkastuminen aiheuttaa usein erilaisia toissijaisia tiloja ja oireita, kuten dementiaa, kohtauksia ja afasiaa. Dementiasta kärsivillä on vaikeuksia muistaa ihmisiä, tehtäviä ja tapahtumia, mikä usein heikentää heidän kykyään työskennellä ja seurustella normaalisti. Joskus regressio on niin vakavaa, että se voi jopa heikentää henkilön kykyä elää itsenäisesti. Dementialla on erilaisia vaikeusasteita: jotkut muodot ovat hyvin lieviä ja niiden kanssa on helppo elää; toiset, kuten Alzheimerin tauti, heikentävät tarpeeksi vaatiakseen jatkuvaa lääkärinhoitoa.
Kohtaukset ovat kouristuksia, jotka johtuvat epänormaalista aivotoiminnasta. Jotkut kohtaukset johtuvat olemassa olevista tiloista, kuten epilepsiasta. Toiset voivat kuitenkin johtua aivojen surkastumisesta. Kaikki kohtaukset eivät ole tarpeeksi vakavia aiheuttamaan merkittävää haittaa, mutta jotkut, kuten grand-mal- ja epileptiset kohtaukset, voivat olla melko vaarallisia.
Yksi aivojen surkastumisen pääoireista, jota kutsutaan afasiaksi, ilmenee, kun aivoalueet, jotka käsittelevät kieltä, ovat heikentyneet. Sairastuneilla henkilöillä voi olla vaikeuksia puhua, lukea ja kirjoittaa. Afasia voi saada ihmiset puhumaan järjetöntä, kuten Wernicken afasiassa. Muissa muodoissa yksilöt säilyttävät aivotoiminnan, jonka avulla he voivat puhua loogisesti, mutta heidän puheensa on hitaampaa ja vaikeampaa. Tällaiset henkilöt ovat yleensä tietoisia vammansa ja tulevat usein ymmärrettävästi turhautuneiksi.