Mimo iż "deja vu" znane jest niemal wszystkim ludziom, to wciąż niewielu z nich wie jakie są jego przyczyny. Teorii naukowych na ten temat jest tak wiele jak i naukowców. Do najbardziej powszechnej teorii o deja vu należy "teoria o kwestii poczucia czasu". Proponuje ona, iż zjawisko to powoduje występowanie różnic w poczuciu czasu pomiędzy lewą a prawą półkulą mózgu. Tym samym każda z naszych półkul po prostu postrzega określone wydarzenia i rejestruje informacje niezależnie od drugiej. Oprócz tego w tym samym czasie następuje komunikacja między półkulami mózgowymi, co powoduje złudzenie jedności. W momencie kiedy dochodzi do krótkiego opóźnienia w przekazywaniu sygnałów pomiędzy półkulami, następuje dwukrotne otrzymanie tej samej informacji przez półkulę dominującą (zazwyczaj lewą). To tylko jedna z teorii na ten temat, który wciąż budzi wiele emocji w naukowym świadku.
Jaka więc część mózgu odpowiada za pojawienie się deja vu? Według naukowych badań deja vu pojawia się w chwili stymulacji hipokampa, ciała migdałowatego oraz płatów skroniowych. Zaangażowanie właśnie tych części naszego mózgu wynika z tego, iż zjawisko to wywołuje odczucia przypominające wspomnienia oraz wydarzenia emocjonalne. Około 95% naszej populacji doświadcza zjawiska deja vu. Jednak zbyt częste występowanie to niepokojący sygnał świadczący o chorobie umysłowej lub ograniczonym uszkodzeniu mózgu.