Mõned kõige levinumad poksisurmade põhjused on peavigastused. Insuldid ja ajuturse on pärast tugevat löögi pähe suurt muret ning on kõige levinumate surmapõhjuste põhjuseks. Rinnalöögist põhjustatud surmajuhtumid on harvemad, kuid raske kontaktspordi puhul on need alati võimalikud. Arstid on uurinud raundide ja löökide arvu ning poksisurmaga lõppenud löökide taga olevat jõudu.
Poksisurmade peamine põhjus on äge ajuverejooks, mis on teatud tüüpi insult. Aju hemorraagia on põhimõtteliselt vere lekkimine seal, kus see ei tohiks olla, tapab ajurakke ja jätab sageli inimese osaliselt halvatuks või surnuks. Need tekivad tavaliselt pärast seda, kui poksija on saanud piisavalt tugeva löögi pähe, nii et tema aju koputab vastu kolju. Teadvuse kaotus ja põrutused võivad samuti põhjustada tugevaid lööke pähe. Mõned eksperdid väidavad, et kuni poksijatel on lubatud lüüa üle kaela, jääb spordiala ohtlikuks.
Ajuturse on ka üks levinumaid poksisurmade põhjuseid. Enamikul juhtudel on kehaosa turse kerge või vähemalt kergesti ravitav ja harva surmav. Aju turse on aga väga surmav, kuna see jääb paksu kolju lõksu. Ajul on vähe ruumi paisumiseks, mis avaldab sellele survet ja mõnikord takistab vere varustamist elundiga hapnikuga. Ilma hapnikuta aju kahjustub ja lõpuks, kui leevendust ei pakuta, inimene sureb.
Samuti on võimalik surra pigem rindkere kui pähe saadud löögist. Commotio cordis tekib siis, kui inimene annab teatud südamelöögitsükli ajal tugeva löögi südamele. Selline juhtum on üldiselt väga haruldane, kuid sagedamini esineb kontaktspordialadel nagu poks. Haruldus on tingitud väikesest võimalusest, mis on antud tänu sellele, kui kiiresti süda lööb. Mõnikord saab commotio cordisega inimesi elustada.
Eksperdid on uurinud surmaga lõppenud ja mittefataalsete poksimatšide erinevust. Nad leidsid, et poksisurmade oht näib suurenevat koos matši raundide, visatud löökide arvu ja löökide jõuga. Löögid pähe on eriti ohtlikud poksijatele, mistõttu sagedased rusikalöögid selles piirkonnas suurendavad oluliselt ka ajukahjustuse ja surma ohtu.