Các mạng lưới neuron thần kinh tham gia vào cơ chế động kinh có thể chia làm 3 nhóm: Khởi phát, lan truyền và kiểm soát.
- Mạng lưới khởi phát: Gồm một nhóm các cấu trúc đặc hiệu của vỏ não và/hoặc dưới vỏ. Như vậy, hoạt động của các thể động kinh sẽ tùy thuộc vào mạng lưới neuron nào nằm trong cấu trúc này. Ví dụ: một trong những cấu trúc chủ chốt của động kinh thái dương là hồi hải mã. Trong động kinh phản xạ, mạng lưới khởi phát nằm ở thân não hoặc vùng trán-Rolando. Đối với động kinh cơn vắng thì mạng lưới khởi phát lại là các tiếp nối tương hỗ giữa vỏ não cảm giác-vận động và các nhân bên của đồi thị.
- Mạng lưới lan truyền: Từ vị trí khởi phát, các phóng lực động kinh có thể lan ra các neuron khác trong cùng một cấu trúc hoặc lan ra các cấu trúc xung quanh thông qua mạng lưới lan truyền (thường liên quan đến các đường phóng chiếu). Trong trường hợp động kinh tiến triển, các mạng lưới lan truyền này biến đổi liên tục và sự “mềm dẻo” này của hệ thần kinh có vai trò rất quan trọng trong việc gây động kinh.
- Mạng lưới kiểm soát: Cho đến hiện nay, vẫn chưa biết được tại sao các cơn động kinh lại dừng lại và tại sao khoảng cách giữa các cơn lại có thể dài như vậy. Giả thuyết cho rằng có một mạng lưới kiểm soát nào đó kiểm soát hoạt động của các cơn động kinh và khi hệ thống này không hoạt động sẽ dẫn đến trạng thái động kinh. Một trong những hệ thống kiểm soát động kinh được biết đến hiện nay là các hạch nền.