実際の手術中に心停止が起きた場合には、患者には酸素が送られ二酸化炭素の増大を防ぐ措置が取られる。多くの場合、高炭酸症は低酸素症を伴うため、混乱や見当識の喪失、急速な失神を引き起こすが、これは臨死体験とは正反対の症状である。高炭酸症で起こる「痙攣」などの症状も臨死体験では見られない。
こうした酸欠説や高炭酸症説で用いられるデータは、あくまで末梢血のものであり、脳内の血中濃度を直接に測定した数値ではないので注意が必要である。
薬物説・脳内幻覚物質説.
臨死体験と幻覚剤を使用した時の精神状態には共通点がある。幻覚剤などの物質が脳に作用して幻覚を引き起こすということは、脳に何らかの幻覚物質が内在する事実を示唆しており、これが臨死体験の原因であるとする解釈がある。例えばケタミンを使用した際には体外離脱的な感覚が得られるとされる。
薬物説・脳内幻覚物質説への批判.
幻覚剤により起こる幻覚と臨死体験に起こるビジョンとでは異なる点が多い。幻覚剤体験はかなりの割合で「不快な体験」であり「不安や恐怖」を引き起こすものだが、臨死体験はその逆である。幻覚剤では人の知覚作用に歪みが生じ、体験者自身も「これは正常な体験ではない」と認識する事が多い。しかし臨死体験では逆に普段よりも精妙で澄み切った意識になるため、日常の現実以上の体験になると述べる者が多い。一般的に言えば、幻覚剤体験は精神異常時の体験に近く、臨死体験は精神正常時の体験に近い。
ケタミンで起こる体外離脱と思しき感覚は、自己像幻視と呼ばれる「自分が二人になる」感覚であり体外離脱とは異なる。また、臨死体験のような物語性のある体験も引き起こさない。特に、知覚の歪みや万華鏡のイメージ、化け物の幻覚などが特徴的に見られ、多くの体験者は疲労感を訴えている。こうした懐疑的な見方もある一方で、一部の体験者は臨死体験と似た現象が起きたと語っている。
宗教によるイメージ説.
臨死体験の内容には共通性があるが、欧米とアジア文化圏では内容に違いも見られる事から、宗教による脳内イメージによるものとする解釈がある。アメリカとインドでの比較研究では、その体験内容の違いが一部は宗教に、一部は国民性に起因していた。