Si definisce edema cerebrale una condizione caratterizzata da un aumento del volume del tessuto cerebrale per un incremento del suo contenuto di acqua in sede prevalentemente extra-o intra-cellulare. L'edema cerebrale è la causa principale della sindrome da IE ed accompagna diversi processi patologici: tumori, infezioni, traumi ecc., contribuendo alla morbilità ed alla mortalità di molte affezioni neurologiche.Reichardt aveva distinto dall'edema cerebrale, caratterizzato da aumento di volume del cervello, imbibizione idrica e presenza di un trasudato perivenoso (superficie di taglio umida), un rigonfiamento cerebrale prevalentemente localizzato nella sostanza bianca, caratterizzato da un aumento di volume del cervello e da una superficie di taglio secca. Il primo si riteneva dovuto ad un accumulo extracellulare di liquido ed il secondo ad una accumulo intracellulare. Benché il "rigonfiamento" che si trova nella catatonia acuta mortale, nello stato di male epilettico, nell'uremia e nell'eclampsia sia molto diverso dall'edema che riscontrato in altre condizioni, per esempio nei traumi, una netta separazione tra rigonfiamento ed edema non è oggi più accettata dalla maggior parte degli autori. Si tratta, infatti, di stadi differenti dello stesso processo di diffusione del liquido nel tessuto cerebrale. Dal punto di vista morfologico l'elemento più impressionante dell'edema cerebrale è rappresentato dal contrasto fra la gravità delle alterazioni macroscopiche e la scarsità di quelle microscopiche. All'aumento di volume del cervello, all'appiattimento delle circonvoluzioni, alle erniazioni ecc., fanno riscontro infatti un semplice rilassamento del tessuto e l'esistenza di spazi vuoti perivasali e pericellulari o perinucleari.Al microscopio elettronico era stata invece constatata l'esiguità degli spazi intercellulari della sostanza grigia e d'altro canto la grande espansione dell'astroglia perivascolare nell'edema cerebrale.Nasceva così il concetto di edema intracellulare e della glia come controparte cellulare nel cervello degli spazi extracellulari negli altri organi. In seguito, si era osservato che nella sostanza bianca edematosa vi sono cospicui spazi che possono rappresentare o la conseguenza della rottura di astrociti rigonfiati, oppure la dilatazione di spazi preesistenti. In linea generale quindi l'edema si presenta al microscopio elettronico come prevalentemente intracellulare nella sostanza grigia ed extracellulare nella sostanza bianca.Con Klatzo (1967)  sono "serrate". I capillari del tessuto nervoso sono cioè di tipo "continuo": endotelio e membrana basale sono ininterrotti; per di più, non esiste un vero spazio pericapillare per l'addensarsi sul vaso delle terminazioni dei processi astrocitari.In alcune aree cerebrali tuttavia, come l'area postrema, la pineale, l'eminenza mediana dell'ipotalamo, la linea di inserzione dei plessi corioidei ecc. la BEE non c'è e le giunzioni inter-endoteliali sono di tipo "fenestrato" anziché "continuo". Clinicamente l'edema vasogenico è quello spesso associato a tumori, traumi cranici, ascessi, malattie vascolari (infarti ed emorragie), encefalopatia ipertensiva. Il danno della BEE con conseguente aumento della sua permeabilità è stato attribuito ad una meccanica apertura delle giunzioni serrate interendoteliali, ma sembra che il fattore più importante nell'aumento della permeabilità sia dovuto ad un incremento del meccanismo di trasporto vescicolare (formazione di vescicole di pinocitosi) a livello delle cellule endoteliali.