Hipnoze ir izmainīts apziņas stāvoklis, kas var atgādināt miegu, bet kas ir mākslīgi izraisīts. Visbiežāk hipnoze notiek hipnoterapijas laikā, kad hipnotizētājs izmantos ieteikumu, lai palīdzētu pacientam izpētīt apspiestās atmiņas, domas un idejas. Daži cilvēki arī praktizē pašhipnozi. Neskatoties uz to, ka cilvēks, kurš piedzīvo hipnozi, šķiet, ir atslābinājies un var piedzīvot miega stāvoklim līdzīgu garīgo stāvokli, smadzenes hipnozes laikā ir tikpat aktīvas, it kā cilvēks būtu pilnībā nomodā.
Pētnieki ir atklājuši, ka hipnozes laikā smadzenes spēj pievērst uzmanību, kas ir dziļi fokusēta. Personai, kurai tiek veikta hipnoterapija, retāk rodas nejaušas vai spontānas domas. Tāpat smadzenes ir jutīgākas pret ierosinājumiem. Tas nozīmē, ka indivīds, kuram tiek veikta hipnoze, visticamāk, izpildīs hipnozes veicēja rīkojumus un, visticamāk, pēc procedūras viņu ietekmēs idejas un uzvedība, kas tika apspriesta, kamēr viņš vai viņa tika hipnotizēta.
Teorija par to, kas notiek ar smadzenēm hipnozes laikā, attiecas uz saziņu starp smadzeņu kognitīvajām sistēmām. Kognitīvās sistēmas ir tās, kas ļauj cilvēkiem apstrādāt informāciju, klasificēt informāciju un radīt asociācijas. Pētnieki, kuri uzskata, ka saziņa starp smadzeņu kognitīvajām sistēmām ir traucēta, kā pierādījumu norāda uz vairākām hipnozes garīgajām sekām. Piemēram, daudzi cilvēki, kuriem tiek veikta hipnoze, ziņo par atslāņošanās sajūtu un spontānas domāšanas samazināšanos.
Ir daudz diskusiju par to, kādi fizikāli vai neiroloģiski efekti rodas smadzenēs hipnozes laikā. Daži speciālisti uzskata, ka priekšējās daivas spēlē nozīmīgu lomu šī izmainītā apziņas stāvokļa veidošanā. Priekšējās daivas ir smadzeņu daļa, kas ir atbildīga par apzinātas darbības organizēšanu. Tā kā hipnoze prasa, lai indivīds piedalītos piespiedu darbībā, daudzi speciālisti uzskata, ka frontālo daivu funkcijas tiek novājinātas vai citādi mainītas.
Lai gan nav pārliecinošu pierādījumu tam, ka hipnozes laikā smadzenēs notiek neiroloģiskas izmaiņas, daudzi teorētiķi ir ierosinājuši dažādas idejas, kas tiek izmantotas, lai aprakstītu hipnozes procedūru. Viena populāra teorija ir informācijas teorija. Šī ideja norāda, ka hipnotizētājs spēj hipnotizēt indivīdu, palielinot signāla un trokšņa attiecību. Citiem vārdiem sakot, hipnotizētājs samazina traucējošu domu, skaņu un objektu klātbūtni, lai atvieglotu ieteikumu uztveršanu.
Vēl viena populāra teorija, kas apraksta smadzenes hipnozes laikā, ir sistēmu teorija. Šīs idejas pamatā ir hipnozei pakļauta indivīda nervu sistēmu darbība. Hipnotizētājs, saskaņā ar šo teoriju, samazina vai palielina dažādu apakšsistēmu aktivitāti pacienta nervu sistēmā.