Sebbene alcuni tipi di mioclono siano causati da traumi al sistema nervoso periferico, la maggior parte di essi avviene a causa di un danno al sistema nervoso centrale. Gli studi riportano che in un mioclono sono coinvolte diverse aree del cervello. Una di esse è, per esempio, il tronco encefalico, il quale è vicino alle strutture per la "risposta di trasalimento" (startle response), una reazione automatica a uno stimolo inaspettato che comporta una rapida contrazione muscolare.