头晕、恶心和呕吐的最重要原因可能是大脑。当颅内压因脑肿瘤或脑积水而升高时，会出现恶心和呕吐。颅内压升高引起的呕吐为喷射状呕吐。增加的三个主要症状是恶心、呕吐和视乳头水肿。呕吐也可能与脑部疾病或出血有关。还有其他疾病也可引起头晕、恶心，一种称为脑膜病的神经疾病，可由前庭神经功能异常或耳石症引起，也可引起头晕症状。
有些类型的癫痫发作时，也表现为头晕、恶心、呕吐，如颞叶癫痫、内侧颞叶癫痫，表现为恶心、感觉恶心、胃气上升感、头晕等。因此，头晕、恶心、呕吐可由特定类型的癫痫、前庭病变如梅尼埃病、脑肿瘤、颅内压增高如脑出血、中风等引起。
