目前對于失眠的病理生理學機制還沒有一個公認的模型，可能和下列因素有關(guān)系：
一、遺傳學機制。睡眠時長和睡眠節(jié)律等睡眠覺醒的特征是被很多基因調(diào)控和可遺傳的，人類的研究顯示遺傳機制是失眠的一個病因?qū)W之一。
二、分子生物學機制。很多內(nèi)源性分子可以被歸類為促進覺醒抑制睡眠，或抑制覺醒的一些物質(zhì)，比如慢性失眠患者24小時皮質(zhì)醇水平增高，hpa軸活性增加，提示著慢性失眠可能和心血管代謝疾病發(fā)生有關(guān)系。
三、睡眠覺醒調(diào)節(jié)和睡眠的神經(jīng)環(huán)路。睡眠是由負責覺醒和睡眠的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)發(fā)展的，失眠可能是由于負責覺醒和這個睡眠的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)失調(diào)引起的。
四、它的結(jié)構(gòu)和功能。神經(jīng)影像學結(jié)構(gòu)功能發(fā)現(xiàn)，失眠和特定的腦區(qū)病變或者受損有關(guān)系。
五、電生理和生理調(diào)節(jié)。發(fā)現(xiàn)睡眠和覺醒時間的電生理或者是一些生理指標，如：體溫、新陳代謝等通常被用來評估覺醒的程度，高頻率的腦電圖活動增加，δ活動減少和快速沿路向睡眠期腦電圖覺醒增加是大腦皮層過度覺醒的一個標志。
