腦深部電刺激的作用機制較復雜，包括腦網絡機制、神經生化機制、震蕩機制，以及神經重建、修復、再生、保護等。簡單而言，即通過刺激大腦內的固定核團將顱內的神經環路進行改變，達到治療患者震顫、僵直、運動慢、行走不良等癥狀的目的。目前臨床仍在對腦深部電刺激的作用進行研究、探討，將來可能會發現其他新的治療機制。