1.Теория градиента давления
При травме мозг приобретает ускорение, что приводит к возникновению высокого давления на стороне удара.
На противоположном полюсе возникает низкое (отрицательное) давление.

 В мозговой ткани, расположенной в зоне отрицательного давления, образуются полости и газовые пузыри различной величины (кавитация).
 Отрицательное давление длится очень короткое время (в пределах миллисекунды), газовые пузыри разрываются, что приводит к повреждению капилляров и ткани мозга.

2. Ротационная теория
В эксперименте на обезьянах, у которых свод черепа был заменен прозрачным материалом, при использовании высокоскоростной киносъемки установлено, что тяжелая травма головы приводит к сложным вращательным движениям мозга одновременно в 2 - 3 плоскостях (горизонтальной, сагиттальной, вертикальной).
 Ротационные движения в основном проявляются в полушариях мозга, а фиксированные стволовые отделы травмируются вследствие их перекручивания.

Патогенетические механизмы всех видов черепно-мозговых травм делятся на три основные группы.
1. Травма ускорения (диффузная) - возникает при ударе головы о большую массу, широкую плоскость или эта масса ударяет по черепу с различной скоростью. Череп и его содержимое получают ускорение. Повреждение возникает преимущественно на противоположной стороне (по типу противоудара).

2. Импрессионная (локальная) травма - при ударе предмета небольшой площади (камень, палка, молоток и пр.) по голове. Череп в силу своей эластичности прогибается при ударе, затем вдавленный участок выпрямляется. Кость при этом может треснуть и образуется линейный перелом свода черепа.
Под местом удара возникает отрицательное давление, вызывая возникновение очага повреждения мозга.
Более сильная локальная травма приводит к вдавленному перелому костей черепа.

3. Компрессионная травма возникает при прохождении огнестрельного снаряда через череп. При этом внутричерепное давление может достигать 20 – 40 атмосфер, что приводит к разрушению мозговой ткани и черепной коробки.