Não existe uma parte específica do cérebro que lide com o déjà vu. Em vez disso, acredita-se que esteja relacionado a anormalidades nas funções cerebrais relacionadas à memória e ao reconhecimento. Isso pode incluir o hipocampo, o córtex entorrinal e o córtex pré-frontal, entre outras partes do cérebro envolvidas nos processos de memória e familiaridade.