Черепно-мозговая травма (ЧМТ) является основной причиной смертности и психических расстройств среди неврологической патологии. У многих пациентов ЧМТ оставляет долгосрочные последствия, которые могут быть связаны как с легкими нарушениями когнитивных функций, так и с тяжелой инвалидизацией. Известно, что механизмы повреждения при ЧМТ могут быть первичными, связанными с механическим воздействием на головной мозг, и вторичными, в основном вызванными астроцитами, микроглией и инфильтрированными иммунными клетками из периферических тканей, которые приводят к нейрональной и сосудистой дисфункции. Ввиду того, что эти механизмы, в частности вторичное повреждение, остаются не до конца изученными, существуют сложности, связанные с диагностикой и лечением ЧМТ. В поисках решения этой проблемы в последние десятилетия накопились существенные данные о количественной оценке биомаркеров ЧМТ, что может обеспечить клинически доступное окно для изучения механизмов, диагностики, мониторинга и прогнозирования исходов травмы головного мозга. Представлен краткий обзор посттравматических изменений в ткани головного мозга, связанных с ионными нарушениями, активацией астро- и микроглии, участием клеток иммунной системы, а также основных биомаркеров повреждения головного мозга, выделенных из крови и цереброспинальной жидкости.