Для объяснения явления дежавю учёные выдвигали разные гипотезы: 1

• Расщепление восприятия. 1 Ощущение дежавю может возникнуть при двойной попытке мозга обработать входящие сигналы от органов чувств. 1 Первое восприятие не детализировано, рассеяно или ухудшено, закрыто для сознания. 1 Вторая попытка, следующая сразу же после первой, и вызывает чувство узнавания, поскольку мозгом мгновение назад уже частично получен этот кусок информации. 1
• Ошибка кодирования. 1 Существует мнение, что возможной причиной явления дежавю может быть изменение способа кодирования времени головным мозгом. 1 При этом процесс проще всего представить в виде одновременного кодирования информации как «настоящего» и как «прошлого» с одновременным переживанием этих процессов. 1
• Сбой в работе отделов мозга. 4 Большинство учёных предполагают, что человек начинает испытывать дежавю, когда оказывается в ситуации, действительно в чём-то напоминающей то, что он уже переживал. 4 При этом восстановить точное воспоминание о событии у него не получается. 4
• Особенности работы внимания. 4 Человек не может быть одинаково сфокусирован на всём, что его окружает. 4 Обычно он сознательно концентрируется на чём-то одном, а всё остальное его мозг фиксирует автоматически на полубессознательном уровне. 4 Поэтому в тот момент, когда человек по какой-то причине перемещает фокус внимания на уже бессознательно замеченные им вещи, у него может возникнуть чувство, что когда-то он их уже видел. 4

Следует отметить, что ни одна из гипотез ещё не доказана.