Mogući uzroci atrofije mozga su brojni. U mnogim slučajevima atrofiju mozga može uzrokovati neka vrsta neurološke bolesti, što je svaka bolest koja utječe na sastav središnjeg živčanog sustava. Atrofiju mozga ponekad uzrokuju i traumatske ozljede mozga, kao što su ozljede zadobivene u prometnoj nesreći. Atrofija mozga nastaje kada se iz bilo kojeg razloga neuroni ili moždane stanice smanjuju ili postanu neučinkoviti, što dovodi do smanjenja moždanog tkiva. Atrofija mozga također je poznata kao cerebralna atrofija.
Postoje stotine neuroloških poremećaja koji se mogu navesti kao potencijalni uzroci atrofije mozga. Neki dobro poznati primjeri uključuju rak, moždani udar, epilepsiju, Alzheimerovu bolest i AIDS. Atrofija mozga je, zapravo, vrsta neurološkog poremećaja sama po sebi, iako je sekundarno stanje uzrokovano prethodnim čimbenicima. Nisu svi neurološki poremećaji sigurni uzroci atrofije mozga. Neki ljudi mogu živjeti s stanjima kao što su epilepsija ili multipla skleroza, na primjer, a da ne pate od atrofije mozga. Ostali neurološki poremećaji utječu na leđnu moždinu ili živce bez oštećenja funkcije mozga.
Neki uzroci atrofije mozga su rjeđi, a time i manje poznati. Huntingtonova bolest, na primjer, je genetski poremećaj koji uzrokuje degeneraciju moždanih stanica. Krabbeova bolest uzrokuje atrofiju mozga napadajući mijelinsku ovojnicu koja štiti neurone.
Atrofija mozga također može nastati kao posljedica traume glave. Atrofija mozga koja je posljedica ozljeda glave često se naziva oštećenjem mozga. U takvim slučajevima dijelovi mozga doslovno odumiru od tupe sile.
Atrofija mozga često uzrokuje niz sekundarnih stanja i simptoma, kao što su demencija, napadaji i afazija. Osobe s demencijom teško pamte ljude, zadatke i događaje, što često narušava njihovu sposobnost za rad i normalno druženje. Ponekad je regresija toliko jaka da može čak narušiti sposobnost osobe da živi autonomno. Demencija ima različite oblike ozbiljnosti: neki oblici su vrlo blagi i s njima se lako može živjeti; drugi, poput Alzheimerove bolesti, dovoljno su iscrpljujući da zahtijevaju stalnu liječničku pomoć.
Napadi su konvulzije uzrokovane abnormalnom moždanom aktivnošću. Neki napadaji su posljedica već postojećih stanja kao što je epilepsija. Druge, međutim, može izazvati atrofija mozga. Nisu svi napadaji dovoljno teški da prouzrokuju značajnu štetu, ali neki, poput grand-mal i epileptičkih napadaja, mogu biti prilično opasni.
Jedan od glavnih simptoma atrofije mozga koji se zove afazija javlja se kada su područja mozga koja se bave jezikom oštećena. Pogođene osobe mogu imati poteškoća s govorom, čitanjem i pisanjem. Afazija može uzrokovati da pojedinci govore besmisleno, kao kod Wernickeove afazije. U drugim oblicima, pojedinci zadržavaju moždanu funkciju koja im omogućuje da govore logično, ali njihov je govor sporiji i teži. Takve osobe obično su svjesne svojeg oštećenja i često postaju razumljivo frustrirane.