Kematian otak adalah hilangnya fungsi otak secara total dan ireversibel. Dalam kebanyakan kasus, ini paling sering dikaitkan dengan kematian fisik tetapi tidak harus demikian. Sebaliknya, ada kalanya tubuh dapat tetap hidup, biasanya dengan cara artifisial atau mekanis, meskipun tidak ada fungsi otak. Inilah saat istilah kematian otak, atau mati otak, paling sering digunakan.
Melalui kemajuan ilmu pengetahuan modern, manusia telah belajar bagaimana menjaga tubuh tetap hidup melampaui titik yang dapat dicapai dengan cara alami sendiri. Namun, melakukan hal itu ada harganya. Biasanya, bagi orang yang terlibat, ini adalah upaya terakhir untuk mencoba menyelamatkan mereka ketika dokter mungkin berpikir pemulihan masih mungkin terjadi. Oleh karena itu, dalam kebanyakan kasus, penggunaan mesin tersebut hanya sementara sampai evaluasi lebih lanjut dapat dilakukan dan diagnosis kematian otak dapat dibuat.
Menentukan kematian otak biasanya dilakukan melalui penggunaan electroencephalogram. Alat ini mengukur impuls listrik di otak, yaitu cara sel-sel otak berkomunikasi satu sama lain. Jika tidak ada impuls listrik yang terdeteksi, setidaknya di daerah otak tertentu, tidak ada komunikasi. Jika tidak ada komunikasi, diagnosis kematian otak menjadi skenario yang sangat mungkin terjadi.
Kematian otak dapat terjadi ketika orang tersebut cukup dekat dengan rumah sakit sehingga staf medis mampu menjaga detak jantung dan oksigen serta nutrisi mengalir ke sel-sel tubuh, meskipun tidak ada aktivitas otak. Seperti yang dinyatakan sebelumnya, ini biasanya dilakukan sebelum dapat ditentukan apakah aktivitas otak telah berhenti. Setelah itu terjadi, kemungkinan pemulihannya sangat kecil. Namun, keputusan untuk mengambil seseorang dari mesin pendukung kehidupan biasanya diserahkan kepada keluarga setelah mereka berkonsultasi dengan dokter.
Kematian otak dapat terjadi dari banyak faktor yang berbeda, tetapi oksigen adalah kunci dari semua itu. Meskipun mereka mungkin tidak terkait sama sekali, mereka dapat menyebabkan hal serupa terjadi di otak. Misalnya, berbagai bentuk trauma dapat menyebabkan pendarahan dan pembengkakan di otak. Hal ini dapat menyebabkan otak berhenti berfungsi. Jika otak tidak mendapatkan cukup oksigen, suatu kondisi yang dikenal sebagai anoksia, ia akan mulai mati juga. Secara tidak langsung, anoksia bertanggung jawab atas semua kematian otak. Misalnya, dalam kasus di mana otak membengkak, tekanan intrakranial dapat menyebabkan aliran darah terputus, yang mengakibatkan kondisi di mana oksigen tidak dapat lagi mencapai otak.