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診察・検査結果などから明らかに脳死であろうと判断される状態は臨床的脳死と呼ばれる。

しかし、臓器移植などの目的で脳死を法的に示す必要のある場合は手順に則った脳死判定が行われる。このような目的がないときに脳死判定をすることはできない。なぜなら、判定基準は呼吸器をはずして自発呼吸を確認するなど患者を死亡させかねない項目を含んでいるからである。 なお、日本国における法的な脳死の定義については「臓器の移植に関する法律」第6条の規定による。

脳死判定の前提条件
深昏睡である。
原疾患が確実に診断されており、回復の見込みがない。

除外条件
6歳未満の小児
急性薬物中毒
低体温
代謝・内分泌障害
妊産婦
完全両側顔面神経麻痺のある時。
自発運動、除脳硬直、除皮質硬直、痙攣が認められる時。

判定基準
脳死判定は移植に関係のない、脳死判定の経験のある2名以上の医師で行い、6時間後にも同所見であることが必要である。

深昏睡（JCS300またはGCS3）である。
瞳孔固定 両側4mm以上。
脳幹反射（対光反射、角膜反射、網様体脊髄反射、眼球頭反射、前庭反射、咽頭反射、咳嗽反射）の消失。→よって失明、鼓膜損傷などでこれらが施行できない場合は脳死判定はできない。
平坦脳波。（刺激を加えても最低4導出で30分以上平坦）
自発呼吸の消失。（100%酸素で飽和したのち呼吸器を外し、動脈血中二酸化炭素分圧が60mmHg以上に上昇することを確認。）
2回目の判定が終了した時刻を死亡時刻とする。

長期脳死（chronic brain death）
従来、脳死になったら数日から一週間で心臓も止まると言われてきたが、１９９８年に米国の脳神経学者Ｄ・Ａ・シューモンShewmonが統計的な大規模調査を行ない、１７５例が脳死判定後一週間以上、心臓鼓動していたことを明らかにした。脳死状態で１年以上心臓が動いていた例が３例ある。最長例では１４年間心臓が動き続けた。これは４歳で脳死判定された男子であり、脳死状態で身長が伸び、論文発表後も成長し２０歳を超えた。心臓停止後解剖したが脳は死滅しており、人間の統合性は脳がなくても維持されることが示唆されている。日本でも小児脳死の大規模調査が行なわれており、長期脳死の例が確認された。海外の専門家のあいだでは脳死概念を疑う声も徐々に出てきている。
ラザロ徴候（lazarus sign）
１９８４年に米国の脳神経学者Ａ・Ｈ・ロッパーによって５例が報告された。脳死患者が医師の目の前で、突如両手を持ち上げ、胸の前に合わせて祈るような動作をする。動作後は自分で手を元の位置に戻す。同様の現象はその後各国で多数確認され、日本でも医学誌に症例報告がある。動作のビデオも収録されている。ロッパーは「脊髄自動反射」と理解するが、疑問視する声もある。脳死患者を家族に見せないようにすべきとロッパーは書いている。
臓器移植
免疫抑制薬の発達により、疾患の治療法として臓器の移植が選択肢に加わるようになってきた。しかし多くの臓器は死んでから移植したのでは機能が保てない（死体移植で実用的なものは腎臓、角膜など限られている）。脳死の患者は死亡したものと解釈すれば生命の維持に必須の臓器を生体移植に準じた条件で摘出することが可能となる。当然のことながら臓器を摘出した患者は個体死に至る。
尊厳死
脳機能の廃絶した状態では呼吸管理と経管栄養（または静脈栄養など）に完全に依存してしか生存できず、かつ循環機能の停止も時間の問題であると考えられる。この、無意味に延命させられている状態で最期を迎えることについて人間としての尊厳を奪うものと考える向きもある。この場合、脳死が人の死と認められなければ人工呼吸器をはずすなどの措置を正当なものと 解釈することが困難となる。