Veza između američkog nogometa i oštećenja mozga događa se prvenstveno zato što nogometaši tijekom svog mandata mogu pretrpjeti jedan ili više potresa mozga, što može uzrokovati trajne ozljede i propadanje mozga. Najviše zabrinjava to što igrači mogu razviti stanje zvano kronična traumatska encefalopatija (CTE), koje se ne može dijagnosticirati dok netko ne umre. CTE se nekada uglavnom povezivao s boksom, a veliki broj udaraca koji su pojedinci primili u lice i glavu, uzrokujući višestruke potrese mozga. Nažalost, nogomet i oštećenja mozga ovog tipa sve su više povezani zajedno, budući da je sve više nogometaša s dijagnozom CTE nakon što su često rane smrti.
Američki nogomet je nedvojbeno agresivan sport, a čak i kada se nosi kaciga postoji velika opasnost od ozbiljnih ozljeda glave. Dokazi prikupljeni 2000-ih naveli su profesionalne lige da pokušaju smanjiti potres mozga i promijeniti protokol za njihovo liječenje. Na primjer, igrači za koje je ocijenjeno da imaju potres mozga više se ne mogu jednostavno ponovno pridružiti igri jer se osjećaju bolje, što je bilo dopušteno 1990-ih. Bolje razumijevanje nogometa i oštećenja mozga sugerira da simptomi potresa mozga ne nastaju uvijek odmah nakon ozljede, te je potreban oprezniji stav kako određena šteta nije značajna.
Još nije poznato koliko ozljeda igrač može zadobiti prije nego što oštećenje mozga postane trajno. Specifičan uzrok CTE je nakupljanje proteina u mozgu koji utječu na njegovu funkciju. Čini se da se ova agregacija proteina uvelike povećava s češćim ozljedama glave. Nije poznato obolijevaju li od ovog stanja sve osobe s brojnim ozljedama glave, no sigurno je da nogometaši spadaju u rizičnu skupinu zbog redovitog dobivanja potresa mozga.
Simptomi CTE ilustriraju ozbiljnost ignoriranja odnosa između nogometa i oštećenja mozga. Ovo stanje može započeti neraspoloženošću, problemima s upravljanjem bijesom, problemima s kontrolom impulsa i teškom depresijom. Neki ljudi u ranoj fazi počine samoubojstvo. Kako napreduje, CTE počinje nalikovati Alzheimerovoj bolesti, sa smanjenjem fizičkog pokreta i simptomima poput delirija i demencije.
Rastuća svijest o povezanosti srednje škole, fakulteta i profesionalnog nogometa i oštećenja mozga dovela je do brojnih ideja o tome kako bi se problem trebao rješavati. Neki su sugerirali da ljudi možda uopće ne bi trebali nastaviti igrati ako dobiju drugi potres mozga. Ova ideja obično nije popularna.
Drugo predloženo rješenje je razvoj kaciga koje će više štititi glave igrača i vjerojatnije će spriječiti potres mozga. Istaknuto je da konstrukcija kacige nije toliko moderna i da bi redizajnirani uređaj mogao biti bolji. Ove ideje još uvijek ne eliminiraju osnovne rizike kontaktnog sporta poput nogometa i nejasno je da će biti uspješne u prevenciji CTE.
Najjača veza između nogometa i oštećenja mozga leži u imenima nekih od žrtava CTE-a, kao što su Tampa Bay Buccaneer, Tom McHale; Miami Dolphin, John Grimsley; i Cincinnati Bengal, Chris Henry. Ostali igrači koji su bili pozitivni na CTE u obdukcijskoj analizi su Dave Duerson, Mike Webster i Lou Creekmur. Nije poznato koliko sadašnjih ili bivših igrača živi s ovim stanjem ili je u opasnosti da ga razviju.