Хотя ТМС зачастую рассматривается специалистами как безопасное воздействие, иногда данная процедура вызывает обмороки и индуцированные припадки. Подобных случаев в литературе упоминается около 16 – о семи из них сообщалось до публикации указаний по технике безопасности в 1998 году и более 9 случаев упоминается после. Данные припадки ассоциируют с одиночными импульсами и пТМС.  Рядом научных исследований было выявлено: по крайней мере, в некоторых случаях имело место влияние возможных предрасполагающих факторов – некоторых лекарств, поражений головного мозга, генетической предрасположенности. Более плотное рассмотрение девяти случаев припадков, ассоциированных с ТМС, которые были зарегистрированы после 1998 года, показало, что:
четыре приступа возникли при соблюдении мер безопасности;
четыре – при нарушении последних;
один произошел со здоровым добровольцем без каких-либо признаков наличия предрасполагающих факторов.
В 2009 году международным консенсусом по обсуждению ТМС, рассматривавшим в том числе этот обзор, был сделан вывод, что, на основании ряда исследований данной процедуры, как теоретических, так и клинических, риск возникновения припадка, инициированного ТМС, очень низкий.
Кроме припадков, иногда могут возникать обморок, слабые головные боли либо же некоторый локальный дискомфорт, незначительные когнитивные изменения и психиатрические симптомы (в частности, крайне незначительный риск возникновения мании у депрессивных больных).  Хотя  возможны и другие побочные эффекты, которые, как предполагается, могут быть связаны с ТМС (изменения в эндокринной системе, нейротрансмиттерах и работе иммунной системы), они достоверно не выявлены, что должно стать предметом дальнейших научных исследований.