Khi xe máy va chạm hoặc người lái ngã, đầu thường là bộ phận chịu lực va đập đầu tiên và mạnh nhất vì nó nhẹ và ở trên cao. Lớp vỏ cứng bên ngoài mũ bảo hiểm giúp phân tán lực va chạm ra một diện tích rộng thay vì dồn hết vào một điểm trên hộp sọ. Bên trong mũ là lớp mút xốp chuyên dụng, có nhiệm vụ nén lại để hấp thụ bớt năng lượng va chạm trước khi nó truyền tới đầu và não. Nhờ hai lớp bảo vệ này phối hợp, mức độ chấn thương lên não khi ngã thường giảm đi đáng kể so với khi đầu trần.

Nguyên nhân cốt lõi khiến chấn thương đầu nguy hiểm là vì não nằm trong hộp sọ cứng nhưng bản thân mô não lại rất mềm; khi đầu va đập đột ngột, não có thể bị dội ngược vào thành sọ gây chảy máu hoặc dập não dù da đầu không hề rách. Mũ bảo hiểm đạt chuẩn được thiết kế để kéo dài thời gian va chạm chỉ trong vài phần nghìn giây, nhờ lớp mút nén lại từ từ thay vì để lực dồn tức thời vào đầu, và theo nguyên lý vật lý, thời gian va chạm càng dài thì lực tác động đỉnh điểm càng nhỏ. Tốc độ của xe máy dù không quá cao vẫn đủ tạo ra một cú va đập đủ mạnh gây tổn thương não nghiêm trọng nếu đầu không được bảo vệ. Đó là lý do các nghiên cứu tai nạn giao thông luôn ghi nhận người đội mũ bảo hiểm đạt chuẩn có tỷ lệ chấn thương sọ não và tử vong thấp hơn rõ rệt.

Nhiều trường hợp tai nạn xe máy ở tốc độ chậm, chỉ khoảng hai mươi ba mươi ki lô mét một giờ, vẫn có thể gây chấn thương sọ não nặng nếu người lái không đội mũ, trong khi người đội mũ bảo hiểm đạt chuẩn thường chỉ bị trầy xước nhẹ ở phần vỏ mũ. Đó cũng là lý do luật giao thông ở Việt Nam bắt buộc đội mũ bảo hiểm cả người lái lẫn người ngồi sau khi đi xe máy, xe đạp điện. Với trẻ nhỏ, các bậc phụ huynh càng cần chọn mũ vừa kích cỡ đầu, có quai cài chắc chắn, vì mũ quá rộng dễ bị văng ra ngay lúc va chạm và mất tác dụng bảo vệ.

Nhiều người nghĩ chỉ cần đi chậm, đi gần thì không cần đội mũ bảo hiểm, nhưng phần lớn tai nạn nghiêm trọng lại xảy ra ở khoảng cách ngắn và tốc độ vừa phải chứ không chỉ trên đường cao tốc. Cũng có người chọn mũ bảo hiểm chỉ để đối phó, mua loại mũ mỏng, không đạt chuẩn kiểm định, trong khi loại mũ này gần như không hấp thụ được lực va đập và chỉ mang tính hình thức. Đội mũ đúng cách, cài quai chắc chắn và chọn mũ đạt chuẩn chất lượng mới thực sự phát huy tác dụng bảo vệ.