初中课本告诉我们，晕车与前庭和半规管有关。二者都位于内耳，是感受头部位置变动的位觉感受器，如果过度敏感，其主人可能就要承受晕车、晕船之苦。但这类极简的介绍显然欠缺深度，它能出现于中学课本也并非因为其原理早已被揭示，恰恰相反，晕车的生物学机制一直困扰着科学界。
除了人类，猫、狗，甚至各种鸟类和鱼类都可能有晕动症，事实上，只有不具备前庭系统的生物才能保证不晕。
内耳中的前庭系统主管头部平衡运动，主要由椭圆囊、球囊和3个半圆形的半规管组成——其中前半规管与后半规管间成直角，二者又与水平半规管互成直角，它们内部均饱含流体。
如果系统发生了朝任一方向的旋转运动，哪怕是非常微小的动作，这个“坐标系”内的流体即会发生位置改变，接着前庭系统会将此信息发送至两个大脑区域——小脑和脑干。前者主管平衡和运动，后者负责将大脑与其他区域（包括引发恶心和呕吐的区域）联系起来。
此外，前庭系统还会把变化信号传输给眼睛，这帮助我们在移动头部的过程中视野清晰。
关于晕动症的因由，最老派的说法是前庭系统受到的刺激超出了可承受范围。但如果此说法成立，为什么晕船的乘客返回陆地后仍会持续一段时间的恶心感？为什么很多动作夸张的劲爆运动（例如街舞）不会引起晕动？为什么同一个人在坐车和驾车时感受到的恶心程度相差悬殊？
鉴于此，有人提出了一个不那么老派的观点——不同类型的感官信息间的冲突引发了晕动症。
举个例子，如果你坐车时看手机，手机屏幕会“告诉”你的大脑，你处于静止状态，但汽车的颠簸和转弯却会“告诉”你的前庭系统，你正在运动。视觉和位觉的冲突使大脑很难产生连贯的平衡感，恶心想吐的冲动由此产生。
然而，这种“感觉冲突”的说法也有问题。再举个例子，一个初出茅庐的新水手和一个经验丰富的老水手一同登上远行轮船的甲板，他们收到的感觉信号一致，但经验告诉我们，老水手的恶心感会更轻，因为他习惯了这些。换句话，人体可以通过训练减轻晕动症，但这显然与感觉冲突理论相矛盾。
