短暂性脑缺血发作的病因包括血管壁病变（动脉粥样硬化使血管内膜不光滑、斑块破裂等致血栓形成，动脉炎使动脉管壁增厚、管腔狭窄）、血液成分和血流动力学改变（血液成分改变如血小板异常、凝血因子异常，血流动力学改变如低血压、心输出量减少）及其他因素（微栓塞、血管痉挛）。
动脉炎：各种炎症性疾病累及脑动脉，如风湿性动脉炎、系统性红斑狼疮动脉炎、结节性多动脉炎等。炎症会使动脉管壁增厚、管腔狭窄，影响脑的血液供应。不同性别均可发生，但某些自身免疫性动脉炎在女性中的发病率可能相对较高。例如，系统性红斑狼疮患者中，约有一定比例会出现脑动脉受累，进而引发短暂性脑缺血发作。
血液成分和血流动力学改变
血液成分改变
血小板增多、减少或功能异常：血小板增多症患者血液中血小板数量异常增多，易形成血栓；血小板减少性紫癜患者血小板数量减少，凝血功能异常；血小板功能异常的疾病，如先天性血小板功能异常症等，都会影响血液的正常凝固和血流状态。这些情况在不同年龄、性别人群中均可发生，例如先天性血小板功能异常症可能在儿童期就被发现。
凝血因子异常：某些遗传性或获得性凝血因子缺乏或异常，如血友病患者凝血因子缺乏，会导致凝血功能障碍，增加血栓形成或出血后血栓形成异常的风险，进而可能引发短暂性脑缺血发作。
血流动力学改变
低血压：当患者存在严重的低血压时，如体位性低血压突然发作，或因大出血、严重脱水等导致血压急剧下降，脑动脉供血不足。特别是老年人，血管调节功能较差，更容易在血压波动时出现短暂性脑缺血发作。例如，老年人从卧位突然站起时，可能因血压瞬间下降而发生短暂性脑缺血发作。
心输出量减少：各种原因引起的心功能不全，如心肌梗死、心肌病等，导致心输出量减少，脑的血液灌注不足。不同年龄段均可发生，男性和女性在心血管疾病的易患因素上有所不同，男性可能更多与吸烟、高血压等相关，女性可能与绝经等因素相关，但都可能出现心输出量减少进而引发短暂性脑缺血发作。例如，患有扩张型心肌病的患者，心脏泵血功能下降，容易出现脑供血不足的情况。
其他因素
微栓塞：来自身体其他部位的微栓子，如颈动脉或椎动脉的粥样硬化斑块脱落、心脏内的附壁血栓脱落等，随血流进入脑动脉，造成小血管阻塞，引起短暂性脑缺血发作。这种微栓塞可能在没有明显血管狭窄的情况下也会发生，在有基础心血管疾病的人群中更易出现，如患有心房颤动的患者，心脏内易形成附壁血栓，脱落后容易导致微栓塞。
血管痉挛：某些情况下，如情绪激动、寒冷刺激等，脑动脉可发生痉挛，导致血管管径变窄，脑血流量减少。这种情况在各年龄段均可发生，情绪波动等因素对不同人群的影响可能不同，年轻人可能因过度劳累、情绪激动等诱发，老年人可能在寒冷刺激等情况下更容易发生血管痉挛。
