脑死亡是一种极其严重的状态，它是指包括脑干在内的全脑功能不可逆的永久性丧失。脑死亡后，人体的呼吸、心跳等重要生理功能无法自主维持，通常在临床判定脑死亡需要满足一定的标准，比如国际上通用的哈佛标准等，其中会涉及到对自主呼吸、脑干反射等多项指标的评估。
脑死亡的判定标准
自主呼吸丧失： 患者不能自主维持呼吸，需要依靠呼吸机来维持气体交换。一般通过 apnea 试验等方法来确定，即停止呼吸机一段时间（通常是 3 - 5 分钟），观察患者是否能自主恢复呼吸，如果不能则提示自主呼吸丧失。脑干反射消失： 包括瞳孔对光反射、角膜反射、吞咽反射、咳嗽反射等脑干相关的反射都消失。例如，用强光照射瞳孔，瞳孔没有反应；用棉花轻触角膜，没有眨眼等角膜反射；吞咽时没有吞咽动作等。
脑死亡的生理表现
循环系统表现： 脑死亡后，心血管系统的调节功能丧失，但在短时间内，循环功能可能还能依靠外周血管的张力等维持一定的血压，但最终也会逐渐衰竭。比如血压会逐渐下降，心率可能会变得不规则等。神经系统表现： 除了脑干反射消失外，大脑皮层及所有神经功能完全丧失，患者不会有任何意识、认知等活动。脑电图也会呈现等电位，提示脑电活动完全停止。
脑死亡与植物人的区别
脑死亡： 全脑功能包括脑干功能永久丧失，没有任何自主功能，是一种不可逆的死亡状态。植物人： 是大脑皮层功能严重受损，但是脑干功能还存在，患者有自主呼吸等基本的生命体征，部分患者可能有觉醒 - 睡眠周期，但没有意识和认知功能。不过植物人有苏醒的极小可能性，而脑死亡是不可逆转的，意味着生命的终结。