Отказ органов может произойти в течение 1-2 недель после смерти мозга, а раннее или позднее начало отказа органов связано с заболеванием, вызвавшим смерть мозга, и основным заболеванием пациента. Существует множество причин смерти мозга, таких как тяжелая черепно-мозговая травма, гипертоническое кровоизлияние в мозг и обширный инфаркт головного мозга. Кроме того, смерть мозга может наступить у пациентов после сердечно-легочной реанимации из-за недостатка крови и кислорода к мозгу, хотя сердцебиение восстанавливается. Эти пациенты склонны к комбинированному отказу других органов вследствие ряда заболеваний, таких как печеночная недостаточность, почечная недостаточность, нарушения свертывающей системы крови, недостаточность кровообращения и дыхания, и умирают в течение двух недель. Благодаря современным методам очистки крови и использованию передового оборудования, такого как экстракорпоральные искусственные мембранные легкие, продолжительность содержания пациента после наступления смерти мозга значительно увеличилась, однако после наступления смерти мозга прогноз все еще остается очень плохим.