Neuron on närvirakk, mis koosneb kehast ehk somast; projektsioonid, mida nimetatakse dendriitideks; ja närvikiud, mida nimetatakse aksoniks. Iga raku aksonid ühenduvad teiste rakkudega ja toimivad radadena aju erinevates osades. Pärast ajukahjustust võib aksonikahjustus tekkida otse löögi jõu tõttu või vigastatud või surevate rakkude poolt vabanevate ainete tagajärjel. Turse võib põhjustada ka aksonite vanemrakkudest eraldumist, mis põhjustab rohkem kahjustusi. Sellised haigused nagu hulgiskleroos võivad põhjustada ka aksonite degeneratsiooni.
Närvisüsteem tugineb korralikult toimimiseks iga raku vahelistele ühendustele. Difuusne aksonikahjustus on üks aksonikahjustuse vorme, mille korral närvikiud on füüsiliselt lahti ühendatud. See juhtub sageli suurel kiirusel kokkupõrgete, näiteks autoõnnetuse korral. Vigastus ise võib häirida aju erinevate osade vahelist suhtlust, kuna neuronid ei suuda omavahel suhelda. Pärast vigastust võib hilisem turse põhjustada aksoni eraldumist neuronist.
Aksonite kahjustus esineb mõnikord kaskaadsündmuse osana. Kui närvirakud on kahjustatud ja aksonid on lahti ühendatud, vabastavad neuronid suurel hulgal kemikaale, mis kogunevad mürgiste tasemeteni. Teised närvirakud surevad, kui kemikaalid tungivad nende desoksüribonukleiinhappesse (DNA) ja põhjustavad rakusurma. Liiga palju kaltsiumi võib siseneda ka kahjustatud neuronitesse ja põhjustab tursereaktsiooni, mis põhjustab sageli aksonikahjustusi. Meditsiinilised uuringud on näidanud, et kaltsiumiioonide taseme vähendamine pärast ajukahjustust võib vähendada rakusurma.
Neuronite kahjustus tekib ka aksonite venitamisel. Liiga kiire venitamise korral võib aksoni tsütoskelett ebaõnnestuda, mis toob kaasa täiendava turse ja kaltsiumi infusiooni rakku. Hulgiskleroosiga seotud põletikulised reaktsioonid põhjustavad aksoni kahjustusi ja degeneratsiooni. Aksoneid ümbritsev kaitsev müeliini ümbris jääb sageli puutumatuks, nii et seisund võib püsida ja minna mitu korda remissioonile.
Pärast aksonite kahjustust võivad närvikiud kasvada, et asendada aksonid, kuid mõnikord esineb selle õrna protsessi häireid. Neurotransmitterite kõrge tase, hapnikupuudus või ebapiisav verevool kahjustatud piirkonda võivad kahjustada närvirakkude taastumist. Samuti võivad kiud olla valesti suunatud ja ühenduda valedes piirkondades, kui aju elektriline aktiivsus on piisavalt kõrge. Tulemuseks võivad olla tõsised pikaajalised tagajärjed, nagu krambid, mälukaotus ja krooniline valu.