데자뷔는 처음 경험하는 상황임에도 불구하고 "예전에도 똑같은 일을 겪었다"는 강한 익숙함을 느끼는 현상입니다. 일반인에서도 흔하게 나타나며, 평생 한 번 이상 경험하는 사람이 약 60%에서 80%에 이르는 것으로 알려져 있습니다. 대부분은 질병과 관련이 없는 정상적인 현상입니다.
현재 가장 널리 받아들여지는 설명은 뇌의 기억 처리 과정에서 일시적인 오류가 발생한다는 것입니다. 새로운 경험은 해마와 측두엽을 중심으로 "처음 보는 정보"로 처리되어야 하는데, 이 과정에서 익숙함을 담당하는 회로가 순간적으로 활성화되면 실제 기억이 없음에도 이미 경험한 것 같은 느낌이 생길 수 있습니다. 즉, 기억이 잘못 저장되는 것이 아니라 현재의 경험을 과거의 기억처럼 잘못 인식하는 것입니다.
또 다른 가설은 정보 처리의 시간차입니다. 동일한 정보가 뇌에 거의 동시에 들어오지만, 아주 미세한 시간 차이로 두 번 처리되면서 두 번째 신호를 뇌가 "이미 본 정보"로 착각한다는 설명입니다. 이는 컴퓨터에서 같은 파일을 짧은 시간 간격으로 두 번 읽는 것과 비슷한 개념입니다.
심리학에서는 기억의 유사성 가설도 제시됩니다. 현재 상황이 과거의 어떤 경험과 공간 구조, 분위기, 냄새, 조명 등 일부 특징을 공유하면, 본인은 그 기억을 의식하지 못하더라도 무의식적으로 익숙함을 느낄 수 있다는 것입니다.
한편 드물지만 데자뷔가 매우 자주 반복되거나 수 분 이상 지속되고, 의식 저하나 이상 행동, 기억 소실 등이 함께 나타난다면 측두엽 간질의 증상일 가능성도 있습니다. 이 경우에는 신경과 진료가 필요합니다. 하지만 대부분의 건강한 사람에게 나타나는 간헐적인 데자뷔는 병적인 현상이 아니라 뇌의 기억과 익숙함을 처리하는 과정에서 발생하는 일시적인 인지 오류로 이해되고 있습니다.