Der er ikke en bestemt del af hjernen, der beskæftiger sig med deja vu. I stedet menes det at være relateret til abnormiteter i hjernens funktioner relateret til hukommelse og genkendelse. Dette kan omfatte hippocampus, entorhinal cortex og præfrontal cortex, blandt andre dele af hjernen, der er involveret i hukommelses- og familiaritetsprocesser.
