肝昏迷的生化机制主要有以下几种学说：
（1）氨中毒学说：该学说认为由于肝功能不全情况下，血氨的来源增多或去路减少，引起血氨升高。高浓度的血氨通过干扰脑组织的能量代谢，对神经细胞膜的抑制作用，以及对神经递质的影响从而出现脑功能障碍而导致昏迷。
（2）假神经递质学说：肝功能不全时，由于肝内单胺氧化酶活性降低或门体侧支循环的形成，导致一些与去甲肾上腺素和多巴胺极为相似的假性神经递质（生理效能较真性神经递质弱）如苯乙醇胺、羟苯乙醇胺在网状结构的神经突触部位堆积，使神经突触部位冲动的传递发生障碍，从而引起神经系统的功能障碍而导致昏迷。
（3）氨基酸不平衡与肝昏迷：在严重肝功能损伤和有门腔静脉短路条件下，血中支链氨基酸（缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸）浓度明显降低，芳香族氨基酸（苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸）明显增高，当大量芳香族氨基酸进入脑细胞，使假性神经递质生成增多，并抑制去甲肾上腺素合成，最终导致肝性昏迷。
（4）γ-氨基酸（GABA）学说：肝功能衰竭时，肝不能清除肠源性GABA，使血中GABA浓度增高，造成中枢神经系统功能抑制。
