脑血栓形成的基本病因是动脉粥样硬化，其病理改变是动脉内膜受到损害，使红细胞、血小板等易于在损伤处沉积和黏附，加之局部纤维蛋白参与，或有血流速度变慢、黏稠度增高、血压降低等因素的影响，在动脉粥样硬化斑块处的血凝块不断扩大，动脉管腔渐变狭窄，以至最后形成血栓，完全堵塞脑动脉。临床上以大脑中动脉的豆纹支发生血栓形成最常见，颈内动脉颈外段分支的起始部位及椎-基底动脉也容易有血栓形成。各种感染所致脑动脉的内膜炎，使脑动脉内膜受损，继而易于发生脑动脉血栓形成，如脑部细菌或病毒感染、钩端螺旋体感染等，患有颈椎病的人，颈椎有增生的骨刺，可能使椎-基底动脉或颈动脉受压，轻则有脑缺血发作，久而久之，亦可发生脑动脉血栓。患有高血压病时，血压降得过低或在休克、出血等重症时血压过低，血流缓慢；或在脱水时、高血脂症、白血病、红细胞增多症等情况下，血液的黏稠度增高，都是脑血栓形成的诱发因素。