Simptomele neurologice observate la pacienții cu COVID-19 pot persista sau reapărea după eliminarea SARS-CoV-2. Descoperiri recente sugerează că anticorpii împotriva SARS-CoV-2 pot reacționa încrucișat cu proteinele mamiferelor. Descoperiri recente sugerează că inflamația patologică poate fi un mecanism al bolii care duce la simptome respiratorii severe, evenimente cardiovasculare și coagulopatii, explicând potențial beneficiul clinic observat la pacienții tratați cu corticosteroizi. Un alt mecanism ar putea fi autoimunitatea indusă de virus, care poate – datorită persistenței celulelor T autoreactive și a anticorpilor – să reziste după faza acută a infecției sau chiar să se dezvolte după clearance-ul viral. La un număr tot mai mare de pacienți cu COVID-19 sau post-COVID-19, s-au observat complicații neurologice care includ oboseala invalidantă, anosmia, sindromul Guillain-Barré și encefalopatia.