Les EMI peuvent partager des mécanismes avec l'hypoxie/hypercapnie, la dissociation, certaines intrusions REM, des états pharmacologiques et des dynamiques cérébrales extrêmes. La littérature ne permet pas encore de réduire toutes les EMI à une seule cause.
La baisse d'oxygénation et de perfusion modifie rapidement les réseaux cérébraux ; elle est pertinente lors de l'arrêt cardiaque mais n'explique pas nécessairement chaque élément du récit.
Des travaux ont exploré le chevauchement avec des phénomènes REM, paralysie du sommeil et hallucinations hypnagogiques.
La modification de l'intégration multisensorielle et du sentiment de soi peut produire des expériences de décorporation.
Une analyse de 2019 comparant des milliers de récits pharmacologiques a trouvé les rapports sous kétamine particulièrement proches sémantiquement des récits d'EMI.
Des études expérimentales montrent des ressemblances phénoménologiques, mais des analyses plus fines soulignent également des différences de contenu et de séquence.
Des enregistrements humains et animaux ont motivé l'étude d'activités organisées transitoires autour de la mort ; leur relation exacte avec l'expérience consciente reste à établir.