臨床各種類型癲癇發作的基礎是腦神經元的發作性異常放電，其基本特點是局部產生的異常高頻放電。儘管癲癇灶的分佈各不相同，但源自癲癇灶的異常高頻放電均需沿一特殊途徑產生傳播，這一特殊途徑就是各種類型癲癇發作的共同解剖結構基礎。大量資料說明與癲癇發作有關的重要解剖結構有兩大系統，即前腦系統和腦幹系統。
在前腦內可被誘發出癇性放電的腦組織結構有邊緣系統、基底節、皮層下結構和大腦皮層。
大腦皮層的病變能夠促發麵部和前肢抽搐，起初是在慢性癲癇動物模型上發現的。此後，又證實大腦額葉和後部皮質病變也可降低驚厥閾值。儘管皮質病變不能抑制杏仁核和大腦皮質間的中繼站是被稱為無名質的結構，可能是源自杏仁核的全身性抽搐發作的關鍵區域。
大腦皮質是中樞神經發展上最晚和最完善的部分，是覆蓋於大腦兩半球表面的灰質層。在大腦半球外表面上中央溝將頂葉和額葉分開，也將頂葉和顳葉分開。大大腦半球的內表面上，頂枕裂將枕葉和頂葉分開，而枕葉在後，內有很深的距狀裂，上方為楔回，下方為舌回。旁中央小葉位於頂部中央，在旁中央小葉後，楔回前楔前回。旁中央小葉前為額上回內側部。在顳葉的前部有海馬回溝，向後延伸部分為海馬回。半球前面的中央是胼胝體，其周面是扣帶回。大腦半球底部前部是額葉，稍後，大腦外側裂將額葉和顳葉分開，在往後是枕葉。在額葉底部有嗅球。
1、額葉：位於中央溝之前，外側裂之上，主要機能是運動功能、智慧與情感、言語功能及對小腦共濟運動的控制作用。
額葉病變主要表現為運動、言語、精神障礙。額葉癲癇多表現為發作時頭頸甚至整個軀體向一側扭轉，單限於肢體者常上舉一側上肢，好象擊劍狀。某些起源於這個部位的發作可引起短暫的凝視以及意識障礙，隨之再出現一些刻板的發作，這種發作形式也稱為複雜部分性發作。與顳葉引起的複雜部分發作不同，額葉性的部分發作後一般意識立即恢復，而顳葉性的發作後意識恢復則較慢。
2、頂葉：位於中央溝之後，頂枕裂之前，外側裂之上．主要機能是感覺和言語功能。
頂葉病變主要表現為感覺、言語和認識功能障礙。頂葉癲癇多以偏側面部、上下肢的感覺異常或感覺脫失為主要發作表現，有時也可伴有視物變形或空間定向力喪失。頂葉發作易於演變成同側運動性發作，甚至全身性發作。
3、顳葉：位於外側裂的下方，頂枕裂和枕前切跡連線的前方，此連線的中點與外側裂連線的下方。主要機能為對聽覺刺激進行分析綜合。
顳葉病變主要表現為聽力、言語和精神障礙。屬於單純部分性發作的顳葉癲癇主要以聽覺、嗅覺、內臟感覺等幻覺的體驗、自主神經表現以及精神症狀為主，發作初期意識清楚，在犯病之後可回憶部分或全部的發作情節，部分病例也可演變成大發作。
4、枕葉：位於頂枕裂後方，主要機能為視覺功能。
枕葉病變主要表現為視野、視覺障礙。枕葉癲癇常以偏側閃光暗點、視物變形或視幻覺起病。繼以同側感覺性、運動性部分性發作，或全身強直一陣攣性大發作，偶爾發作之後呈現意識錯亂以及自動症。