Centrinis nuovargis yra nuovargio forma, atsirandanti iš centrinės nervų sistemos, kuri nebūtinai yra atsakas į sunkias fizines sąlygas, bet kitus veiksnius, pvz., tam tikrų junginių kiekį organizme. Esant centriniam nuovargiui, žmonės jaučia stiprų nuovargį ir gali norėti atsigulti ar miegoti. Egzistuoja daugybė teorijų, paaiškinančių, kaip atsiranda tokio tipo nuovargis, ir tai yra tyrėjus dominanti tema, nes ji buvo susijusi su tokiomis sąlygomis kaip lėtinio nuovargio sindromas.
Labai didelis serotonino kiekis stebimas žmonėms, kenčiantiems nuo centrinio nuovargio, o daugeliui žmonių taip pat yra padidėjęs triptofano, serotonino pirmtako, kiekis. Kai kurie mokslininkai teigė, kad tokia būsena atsiranda, kai per daug triptofano praeina per kraujo ir smegenų barjerą, reaguodamas į medžiagų apykaitos pokyčius, sukeldamas serotonino perprodukciją. Žmonės taip pat ištyrė glikogeno atsargų vaidmenį, kai kurie tyrimai rodo, kad centrinė nervų sistema reaguoja į išeikvotą glikogeną, sukeldama centrinį nuovargį, kad apsaugotų kūną nuo pažeidimų.
Atrodo, kad ši būsena yra susieta su cirkadiniais ritmais. Įprastų miego momentų miego ir pabudimo cikle organizmai dažnai patiria centrinį nuovargį, net jei nėra jokios fizinės priežasties pavargti. Galima manyti, kad tai centrinės nervų sistemos būdas mirksėti šviesomis, kad įspėtų žmones, kad pasirodymas tuoj prasidės. Žmonės, kurių miego ir pabudimo ciklai yra sutrikę, gali patirti didelį nuovargį, kartais nelyginėmis valandomis. Tai galima pastebėti žmonėms, sergantiems nemiga, kurie dienos metu gali jausti centrinį nuovargį, bet vis tiek negali užmigti.
Viena teorija apie centrinį nuovargį rodo, kad jis gali atsirasti, kai žmonės per daug mankštinasi. Jei žmonės per ilgai mankštinasi, todėl kūno temperatūra pakyla, o sukaupto glikogeno kiekis sumažėja, kūnui kyla organų pažeidimo pavojus. Centrinė nervų sistema gali sukelti nuovargį, kad sportininkas sustotų ir pailsėtų, kad asmuo geriau suvoktų mažo gliukozės kiekio kraujyje ir perkaitimo simptomus. Kai žmonės pailsėjo, užkandžiavo, atsigavo skysčių ir atvėso, jie gali vėl turėti energijos.
Žmonėms, kurių būklė yra susijusi su centriniu nuovargiu, kartais sunku tai paaiškinti, nes tai nėra tiesiogiai susiję su fizinio aktyvumo lygiu. Vieną dieną jie gali užsiimti reguliaria fizine veikla, o kitą dieną būti per daug pavargę, kad galėtų judėti dėl smegenų cheminės pusiausvyros sutrikimų.