หลังจากที่สมองของบุคคลตาย กล่าวคือ หยุดการทำงานลงโดยสิ้นเชิง ร่างกายของบุคคลจะไม่ตอบสนองต่อการกระทบกระทั่งภายนอกอีก โดยระบบการทำงานอื่น ๆ ในร่างกายและชีวิตของบุคคลนั้นจะค่อย ๆ สิ้นสุดลงตามกาลและตามลำดับ เว้นแต่จะมีการประทังชีวิตด้วยอุปกรณ์ทางการแพทย์ เป็นต้นว่า เครื่องช่วยหายใจ เครื่องช่วยฟอกเลือด เครื่องช่วยสูบฉีดโลหิตแทนหัวใจ[3]

หลังจากที่หัวใจหยุดเต้น เซลล์ในสมองบางส่วนจะหยุดทำงานภายในสามถึงห้านาที แต่บางส่วนอาจทำงานได้อีกประมาณสิบห้านาที ไตจะอยู่ได้อีกหนึ่งชั่วโมง กล้ามเนื้อมีชีวิตอยู่ได้อีกสี่ถึงห้าชั่วโมง นอกจากนี้ ผมและเล็บก็ออกได้อีกหลายวัน[4]

การรู้ว่าสมองของบุคคลตายแล้วอาจกระทำได้โดยดูจากการตรวจวิเคราะห์ทางกายภาพ เช่น บุคคลที่สมองตายแล้วไม่มีอาการตอบสนองต่อความเจ็บปวด และไม่มีรีเฟล็กซ์ของประสาทที่โพรงกะโหลก (cranial nerve reflexes) ทั้งนี้ ยังสามารถตรวจได้โดยเครื่องฉายภาพคลื่นไฟฟ้าสมอง หรืออีอีจี (electroencephalogramme หรือ EEG) โดยหากกราฟในจอเครื่องปรากฏราบเรียบแสดงว่าสมองของผู้รับการฉายภาพสิ้นสุดการทำงานลงแล้ว[5]

พึงสังวรว่าควรแยกความต่างระหว่างภาวะสมองตายกับภาวะอื่นที่อาจดูคล้ายสมองตายให้ได้ ภาวะอื่นดังกล่าว เช่น ภาวะเป็นพิษเหตุยากดประสาท (barbiturate intoxication) ภาวะเป็นพิษเหตุสุรา (alcohol intoxication) การได้รับยาระงับประสาทเกินขนาด (sedative overdose) ภาวะตัวเย็นเกิน (hypothermia) ภาวะน้ำตาลต่ำในเลือด (hypoglycaemia) และสภาพผักเรื้อรังของผู้ป่วย (chronic vegetative states)

มีกรณีที่ผู้ป่วยบางรายแม้อยู่ในขั้นตรีทูตก็อาจประทังความเจ็บไข้ถึงขั้นรักษาหายได้ และบางรายแม้บรรดาประสาทจะเสียการทำงานถึงขั้นตรีทูตแล้วก็อาจประทังความเจ็บไข้ได้เช่นกัน หากไม่ได้สูญเสียเปลือกสมอง (cortex cerebri) และระบบการทำงานของก้านสมอง (brainstem) ด้วยเหตุเช่นว่านี้ ถึงแม้ผู้ป่วยอยู่ในสภาพไร้สมองใหญ่ (anencephaly) หากไม่ได้สูญเสียสิ่งทั้งสอง ก็ยังไม่ถือว่าประสบภาวะสมองตาย แต่ผู้มีสภาพไร้สมองใหญ่ก็อาจถูกกระทำแพทยานุเคราะหฆาตได้ตามเหมาะสม