晕车的发作与内耳中的前庭器官（3个半规管以及椭圆囊和球囊）的功能有关。人体为了能在三维的自然环境中保持平衡，主要依赖的是前庭系统、视觉系统和本体感觉系统的相互协调。在这3大系统中，主要作用的是前庭系统。前庭系统中的椭圆囊和球囊中的感受性毛细胞主要负责感受直线加减速度的刺激，而半规管中壶腹脊处的毛细胞则负责感受旋转运动的加减速刺激。当前庭器官受到长时间过强的刺激，抑或刺激虽未过量但前庭过于敏感时，即可诱发眩晕感的产生，继而刺激交感神经或副交感神经的兴奋，导致恶心、出汗以及呕吐等症状的产生。
很多时候晕车的人开车却没什么明显症状，这同样也与平衡机能的控制有关。开车时，司机在主动控制着汽车，因此对方向的改变以及加速减速都会有所预判，身体也会预先做出相应的动作，比如转弯时司机会下意识地将身体先向要转弯的方向有所倾斜，而乘客则在惯性的作用下向相反的方向倾斜。此外，司机在开车时为了安全驾驶需要做到精神高度集中，这种情况下大脑中各种高级中枢纷纷被调动起来，受此影响，前庭处相对低级的神经活动受到了抑制。因此在各种因素的综合作用下，开车者不太容易出现晕车的现象。
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