蛛网膜下腔出血的主要病因是颅内动脉瘤破裂（占80%以上），其次包括脑血管畸形、高血压性出血、脑淀粉样血管病、外伤及其他因素。动脉瘤破裂多与先天性或后天性血管壁薄弱相关，高血压、吸烟、家族史等为危险因素。
颅内动脉瘤破裂：颅内动脉瘤以Willis环附近多见，多数为先天性血管壁发育异常，少数因动脉粥样硬化、感染或外伤形成。高血压、吸烟、酗酒及女性激素变化可能增加破裂风险。破裂后血液直接进入蛛网膜下腔，引发头痛、意识障碍等症状。
脑血管畸形：脑动静脉畸形（AVM）多见于青少年，由异常动静脉直接连接形成，无正常毛细血管床。AVM好发于大脑中动脉分布区，因畸形血管团压力差或血流冲击破裂出血，约15%首次出血致命。
非动脉瘤性自发性出血：高血压性蛛网膜下腔出血多见于长期高血压患者，血压波动致小动脉破裂。脑淀粉样血管病多见于70岁以上老人，女性风险高于男性，血管壁淀粉样物质沉积易反复出血。
外伤性蛛网膜下腔出血：头部外伤（撞击、坠落）致脑表面血管撕裂，血液进入蛛网膜下腔，常伴脑挫伤。儿童因脑相对固定，对冲伤易出血；老年脑萎缩致血管与颅骨间距大，轻微外伤即可引发。
其他原因：凝血功能障碍（如长期抗凝治疗）、感染（结核性脑膜炎）、脑肿瘤（胶质瘤、转移瘤）等也可引发。凝血异常者自发性出血风险高，感染性动脉瘤由细菌破坏血管壁导致，需抗感染治疗。
