Il mioclono può svilupparsi in risposta a un'infezione, a un trauma cervicale o spinale (lesione spinale, mielopatia), un ictus, un tumore cerebrale, un'insufficienza renale o epatica, oppure in seguito a un problema nello smaltimento dei grassi, a un avvelenamento da droghe o sostanze chimiche o metalli pesanti, o essere causato da farmaci (iatrogeno) o disturbi elettrolitici. La prolungata carenza di ossigeno nel cervello, chiamata ipossia, può portare al mioclono post-ipossico. Il mioclono può manifestarsi da solo, ma di solito è uno dei diversi sintomi di un problema al sistema nervoso. Gli spasmi mioclonici si generano soprattutto in persone malate di epilessia, un disturbo in cui l'attività elettrica nel cervello è alterata e porta alle convulsioni. Può essere causato da malattie come sclerosi multipla, da radicolopatia, neuropatia, encefalite, neuroborreliosi, compressione meccanica del nervo (anche temporanea), malattia di Parkinson, malattia di Alzheimer, degenerazione cortico-basale, panencefalite subacuta sclerosante, malattia di Creutzfeldt-Jakob, sindrome di Isaacs, sindrome dell'uomo rigido, sindrome di astinenza da alcol, tetania, spasmofilia, fibromialgia, ipotiroidismo e ipertiroidismo, stress psicofisico (mioclono psicogenico), o essere idiopatico/congenito (mioclono essenziale, poliminimioclono idiopatico) in maniera analoga al tremore essenziale.