Oftmals liegt bei solchen Beschwerden eine Schädigung des Gleichgewichtsorgans vor. Das hauptsächliche Gleichgewichtsorgan (Vestibularorgan) liegt im Innenohr und besteht aus drei senkrecht zueinander stehenden Bogengängen sowie zwei weiteren damit verbundenen Hohlräumen (Sacculus und Utriculus).
Durch die Bewegung der Flüssigkeit innerhalb des Gleichgewichtsorganes werden die feinen Härchen bestimmter Sinneszellen verbogen, so dass Beschleunigungen des Körpers in verschiedene Richtungen registriert werden. Zu den Störungen des Gleichgewichtsorganes gehört der gutartige Lagerungsschwindel, der durch kleine Kristalle in den Bogengängen ausgelöst wird und sich durch anfallsweisen Drehschwindel äußert. Eine andere Erkrankung ist der Morbus Menière, bei dem es durch eine Störung im Innenohr zu Anfällen von Schwindel, Hörverlust und Tinnitus kommt. Ähnliche Symptome, die auch von Ohrenschmerzen und Fieber begleitet sein können, zeigen sich bei einer Innenohrentzündung (Labyrinthitis), welche durch eine Infektion mit Viren oder Bakterien bedingt sein kann. Schäden im Gleichgewichtsorgan des Innenohrs können ebenfalls noch durch Verletzungen (z. B. Schädelbasisbruch) entstehen.
Manchmal können Schwindel und Probleme mit dem Gleichgewicht durch eine Beeinträchtigung von Nerven ausgelöst werden. Dies ist beispielsweise der Fall bei Erkrankungen im zentralen Nervensystem wie Schlaganfällen oder Tumoren, wenn z. B. der Hirnstamm oder das Kleinhirn miteinbezogen sind. Ebenso können Ausfälle des Gleichgewichtsnervs, unter anderem durch Entzündung (Neuritis) oder durch Tumore (z. B. Akustikusneurinom), diese Symptome bedingt sein. Nervenausfälle, die den Gleichgewichtssinn betreffen, können ebenfalls bei Multipler Sklerose auftreten.
Schwindelgefühl kann oftmals allerdings bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen und mitunter auch im Rahmen eines so genannten Wirbelsäulensyndroms (z. B. HWS-Syndrom) auftreten. Des Weiteren wird eine Gleichgewichtsprüfung z. B. auch bei einem Hörsturz vorgenommen, um zur Diagnose beizutragen.