脑梗塞的发生与血管壁病变、心脏病和血流动力学改变、血液成分及血液流变学改变有关。血管壁病变中动脉粥样硬化累及大、中动脉致狭窄闭塞等可引发，动脉炎损伤血管壁也可致；心脏病里心房颤动易形成血栓致梗塞，心肌梗死致心输出量减少等可引发，心脏瓣膜病致血流动力学改变易形成血栓；血流动力学改变中血压过低或过高均可能引发；血液成分改变如凝血因子或血小板异常可致，血液流变学改变如黏稠度增加易形成血栓。
一、血管壁病变
1.动脉粥样硬化：是引起脑梗塞最常见的血管壁病变原因。动脉粥样硬化主要累及大、中动脉，如颈内动脉、大脑中动脉等。其发生与多种因素有关，包括年龄因素，随着年龄增长，血管壁弹性下降，更容易发生动脉粥样硬化；血脂异常，如高胆固醇血症、高甘油三酯血症等，会导致脂质在血管壁沉积；高血压，长期高血压会损伤血管内皮细胞，促进动脉粥样硬化的发生发展；糖尿病，糖尿病患者体内代谢紊乱，也会加速血管壁的病变进程。动脉粥样硬化使血管内膜增厚、管腔狭窄甚至闭塞，当血管狭窄到一定程度或斑块破裂形成血栓时，就会导致脑梗塞的发生。
2.动脉炎：各种炎症性疾病累及脑血管壁可引起动脉炎，如感染性动脉炎（细菌、病毒、螺旋体等感染）、自身免疫性动脉炎（如系统性红斑狼疮、类风湿关节炎等累及脑血管时）。感染或自身免疫反应会损伤血管壁，导致血管狭窄、闭塞或形成动脉瘤等，进而引发脑梗塞。例如，感染性动脉炎中，细菌感染可直接侵袭血管壁，破坏血管结构和功能；自身免疫性动脉炎则是机体的免疫反应错误地攻击血管壁，造成血管损伤。
二、心脏病和血流动力学改变
1.心脏病：
心房颤动：是常见的引起脑梗塞的心脏疾病原因。心房颤动时，心房失去有效的收缩，血液在心房内淤积，容易形成血栓。当血栓脱落随血液循环进入脑动脉，就会堵塞血管导致脑梗塞。心房颤动的发生与年龄增长有关，老年人发生心房颤动的概率相对较高；同时，一些基础疾病如高血压、冠心病、心肌病等也会增加心房颤动的发生风险。
心肌梗死：心肌梗死患者的心功能受损，心脏泵血功能下降，心输出量减少，脑部血流灌注不足。而且，心肌梗死时可能会形成附壁血栓，血栓脱落也可导致脑梗塞。心肌梗死的发生与冠状动脉粥样硬化、血脂异常、吸烟、高血压等多种因素有关，这些因素同样会影响脑部的血液供应和血栓形成。
心脏瓣膜病：如风湿性心脏瓣膜病等，瓣膜病变会导致血流动力学改变，容易形成血栓。例如，二尖瓣狭窄时，左心房血液淤积，容易形成血栓，血栓脱落可引起脑梗塞。心脏瓣膜病的发生与风湿热等感染性因素有关，且病情进展会逐渐影响心脏功能和脑部血液循环。
2.血流动力学改变：当血压过低时，如各种原因引起的休克、严重的心力衰竭等，脑部的血液灌注压降低，脑血流量减少，可导致脑梗塞。低血压的发生可能与大出血、严重脱水、严重感染等因素有关。而血压过高时，虽然一般认为高血压是脑梗塞的危险因素，但在某些情况下，如血压突然急剧升高，可能会引起脑血管破裂出血等，但也有部分情况是高血压导致血管内皮损伤，促进动脉粥样硬化进展，进而引发脑梗塞。
三、血液成分和血液流变学改变
1.血液成分改变：
凝血因子异常：如血友病患者由于凝血因子缺乏，容易发生出血倾向，但在某些情况下也可能因血液高凝状态导致血栓形成进而引起脑梗塞。遗传性凝血因子异常患者从幼年时期就可能存在凝血功能的问题，而获得性凝血因子异常可能与肝脏疾病、维生素K缺乏等有关。
血小板异常：血小板增多症患者血小板数量明显增多，血液处于高凝状态，容易形成血栓导致脑梗塞。血小板增多症可能是原发性的，也可能是继发于其他疾病如慢性粒细胞白血病、感染、肿瘤等。血小板功能异常时，如血小板无力症，血小板的黏附、聚集等功能障碍，也可能影响血液的正常凝固过程，增加脑梗塞的风险。
2.血液流变学改变：血液黏稠度增加时，如脱水、红细胞增多症等情况，血液流动缓慢，容易形成血栓。红细胞增多症患者红细胞数量异常增多，血液黏稠度显著升高，导致脑部血液循环障碍。脱水患者由于水分丢失，血液浓缩，黏稠度增加，也会影响脑部的血液供应，增加脑梗塞的发生几率。
