Sampai sekarang, patofisiologi ensefalopati uremikum masih belum jelas, tetapi beberapa faktor diperkirakan berperan dalam proses yang kompleks dan multifaktorial ini.Gangguan hormonal, stres oksidatif, akumulasi metabolit, ketidakseimbagan neurotransmitter eksitatori dan inhibitori, dan gangguan metabolisme perantara telah diidentifikasi sebagaifaktor yang berpegaruh