意识内容需要正常的大脑皮质功能来维持，在正常的觉醒激活系统和抑制系统的相互作用下才能维持觉醒状态。人体各种神经冲动通过刺激相应的感受器后，将这些刺激信号传导至ARAS系统。如视觉神经冲动经过视神经、视束、视皮质传到上丘，再传入网状结构，而嗅觉神经冲动经过大脑皮质的嗅觉皮质网状纤维传到网状神经元。
传导这些神经冲动的神经递质主要是乙酷胆碱和去甲肾上腺素等，这些结构和功能的正常是维持大脑皮质正常兴奋性、保持觉醒状态的前提。单纯大脑皮质弥漫性损害时，意识内容丧失，而觉醒仍可存在。但如果觉醒调节系统，特别是ARAS受损时，可出现觉醒不能，觉醒抑制系统抑制过度，也会出现意识障碍乃至昏迷的现象。
昏迷的发病机理主要是由于种种原因引起的觉醒有关的解剖结构及功能的损害，包括脑细胞的能量代谢机器损害机理、脑不同部位损害引起昏迷的机理、代谢机重度因素引起昏迷的机理等。