Den psykologiske mekanismen kan være det vanskeligste aspektet ved konversjonsdiagnosen. DSM-IV krever at klinikeren mener at foregående stressorer eller konflikter er assosiert med utviklingen av lidelsen, men konkret dette kan skje, er fortsatt gjenstand for debatt. Den opprinnelige freudianske modellen foreslo at den følelsesmessige ladningen fra smertefulle opplevelser vil være bevisst fortrengt som en måte å håndtere smerten, men at denne emosjonelle ladningen vil på en eller annen måte bli "konvertert" til nevrologiske symptomer. Freud hevdet senere at undertrykte erfaringer var av seksuell karakter. Som Peter Halligan kommenterer, har konversjonslidelse "den tvilsomme distinksjonen at den fortsatt involverer freudianske mekanismer". Janet, en annen stor teoretiker på hysteri, argumenterte for at symptomene oppstår i kraft av suggesjon som virker på en personlighet sårbar for dissosiasjon. I denne hypotetiske prosessen blir for eksempel opplevelsen av beinet delt av fra resten av bevisstheten, noe som fører til lammelse eller nummenhet i dette beinet. Senere forfattere har forsøkt å kombinere elementer av disse modellene, men ingen av dem har et fast empirisk grunnlag. Noe støtte for den freudianske modellen kommer fra funn av høy forekomst av seksuelle overgrep i barndommen ved konversjonslidelse, og fra en nylig neuroimaging-studie som viser unormal følelsesbehandling av en traumatisk hendelse knyttet til motorisk prosessering av det berørte lem hos en pasient med konversjon. Støtte for de dissosiative modellene kommer fra studier som viser økt suggestibilitet hos pasienter med konversjonslidelse. Det har vært mye senere interesse for funksjonell neuroimaging ved konversjon. Når forskere identifiserer mekanismene som ligger til grunn konversjonssymptomer, håper man at disse vil muliggjøre utviklingen av en nevropsykologisk modell. En rekke slike studier er utført, inkludert noen som tyder på at blodgjennomstrømningen i hjernen hos slike pasienter kan være unormal mens de er syke. Disse funnene har alle vært for små til å kunne være trygg på generaliserbarheten av funnene, så ingen nevropsykologisk modell er ennå klart etablert.