Η παθοφυσιολογία της επιληψίας επηρεάζει και μπορεί να αλλάξει τα ηλεκτρικά σήματα στον εγκέφαλο. Η επιληψία είναι μια κατάσταση όπου αυτά τα ηλεκτρικά σήματα εκπέμπονται τυχαία, προκαλώντας επιληπτικές κρίσεις. Συνήθως αντιμετωπίζεται με φαρμακευτική αγωγή για τον έλεγχο των κρίσεων και σε σπάνιες περιπτώσεις με χειρουργική επέμβαση.
Οι κρίσεις είναι το μόνο σύμπτωμα της παθοφυσιολογίας της επιληψίας. Οι επιληπτικές κρίσεις μπορεί να διαφέρουν ως προς τη σοβαρότητα και την εμφάνιση, επειδή διαφορετικά μέρη του εγκεφάλου επηρεάζονται από την ηλεκτρική σηματοδότηση. Συνήθως ένα άτομο θα έχει τον ίδιο τύπο επιληπτικών κρίσεων κάθε φορά, αλλά ο τύπος της κρίσης μπορεί να διαφέρει από άτομο σε άτομο.
Οι μερικές κρίσεις επηρεάζουν μόνο ένα μέρος του εγκεφάλου και μπορεί να είναι απλές ή σύνθετες. Οι απλοί μερικές κρίσεις μπορεί να προκαλέσουν ασυνήθιστα ερεθίσματα, όπως μια περίεργη γεύση ή οσμή, ή μπορεί να επηρεάσουν ένα μέρος του σώματος όπως το πόδι, κάνοντάς το να τραντάζεται ανεξέλεγκτα. Οι σύνθετες μερικές κρίσεις προκαλούν απώλεια συνείδησης, που συχνά συνοδεύεται από επαναλαμβανόμενες και άσκοπες κινήσεις, όπως το περπάτημα σε κύκλους.
Οι γενικευμένες κρίσεις, από την άλλη πλευρά, επηρεάζουν ολόκληρο τον εγκέφαλο ταυτόχρονα. Μια κρίση απουσίας συμβαίνει όταν ένα άτομο «βγαίνει έξω» για μικρό χρονικό διάστημα, δεν ανταποκρίνεται και κοιτάζει επίμονα. Οι μυοκλονικές κρίσεις χαρακτηρίζονται από μυϊκό τράνταγμα στα άκρα. Οι ατονικές κρίσεις προκαλούν απώλεια του μυϊκού τόνου, με αποτέλεσμα ένα άτομο να πέσει κάτω. Οι πιο σοβαρές κρίσεις είναι οι επιληπτικές κρίσεις μεγάλου τύπου, όπου ένα άτομο χάνει τις αισθήσεις του και χτυπάει γύρω του, χτυπώντας τα άκρα του.
Συχνά η παθοφυσιολογία της επιληψίας έχει άγνωστη αιτία. Ορισμένοι τύποι επιληψίας συμβαίνουν σε οικογένειες, υποδηλώνοντας μια γενετική ευπάθεια. Εγκεφαλικό τραύμα που προκαλείται από τραυματισμό στο κεφάλι, ασθένειες όπως η μηνιγγίτιδα ή όγκοι μπορεί επίσης να προκαλέσει επιληπτικές κρίσεις. Τα παιδιά που υποφέρουν από προγεννητικό τραύμα ή έχουν αναπτυξιακή διαταραχή όπως το σύνδρομο Down μπορεί επίσης να υποφέρουν από επιληψία.
Η παθοφυσιολογία της επιληψίας τείνει να παραμένει εντός του εγκεφάλου, χωρίς να επηρεάζει το υπόλοιπο σώμα. Οι επιπλοκές από την επιληψία τείνουν να συμβαίνουν όταν οι άνθρωποι τραυματίζονται κατά τη διάρκεια επιληπτικών κρίσεων. Είναι ιδιαίτερα επικίνδυνο εάν παρουσιαστεί κρίση κατά την οδήγηση ή το κολύμπι, αλλά ακόμη και σε λιγότερο απαιτητικές καταστάσεις, ένα άτομο μπορεί να πέσει και να τραυματιστεί κατά τη διάρκεια ενός επεισοδίου.
Η επιληψία μπορεί να προκαλέσει ανωμαλίες στα ηλεκτρικά σήματα στον εγκέφαλο, έτσι συχνά οι γιατροί χρησιμοποιούν ηλεκτροεγκεφαλογράφημα (ΗΕΓ) για να τη διαγνώσουν. Ένα ΗΕΓ καταγράφει τα ηλεκτρικά σήματα στον εγκέφαλο. Η μαγνητική τομογραφία (MRI) είναι ένας άλλος τρόπος εξέτασης του εγκεφάλου και αυτή η τεχνική είναι χρήσιμη για την αποκάλυψη εγκεφαλικών βλαβών που μπορεί να έχουν προκαλέσει επιληπτικές κρίσεις.