脑血管病的发生与多种因素相关，包括血管壁病变（高血压使脑血管易形成微动脉瘤致脑出血，动脉粥样硬化是常见病因且与多种因素有关，先天性血管病如动脉瘤、畸形易致出血或梗死，感染性血管炎使血管受损狭窄）、心脏病和血流动力学改变（心房颤动等心源性因素易致脑栓塞，血压急剧波动影响脑灌注）、血液成分和血液流变学改变（红细胞增多症等血液成分异常及高脂血症等血液流变学异常易致血栓）以及其他因素（吸烟损伤血管内皮等，酗酒致高血压等，糖尿病使代谢紊乱等，肥胖伴多种危险因素共同增加风险）。
动脉粥样硬化：动脉粥样硬化是脑血管病最常见的病因之一，粥样硬化斑块破裂、溃疡，可导致血小板、纤维素等在局部沉积形成血栓，使血管腔狭窄甚至闭塞，引起脑梗死；斑块内出血或斑块破裂，可形成血管夹层，也会影响脑的血液供应。动脉粥样硬化的发生与年龄、高脂血症、糖尿病等因素密切相关，随着年龄增长，动脉粥样硬化的发生率逐渐升高，高脂血症患者血液中脂质易沉积在血管壁，加速动脉粥样硬化进程，糖尿病患者由于糖代谢紊乱等原因，也会促进动脉粥样硬化的发展。
先天性血管病：如先天性动脉瘤、脑血管畸形等。先天性动脉瘤好发于脑底动脉环分叉处，由于局部血管壁结构异常，在血流冲击等因素下，容易破裂出血，引发蛛网膜下腔出血等脑血管病；脑血管畸形是脑血管先天性、非肿瘤性发育异常，可导致脑局部血流异常，增加脑出血或脑梗死的发生风险，这类疾病在年轻人中相对较常见。
感染性血管炎：由细菌、病毒、螺旋体等感染引起血管炎，可使血管壁受损、管腔狭窄，常见的有结核性、梅毒相关性血管炎等。例如，结核杆菌感染可累及脑血管，引起血管炎症，影响脑的血液供应，导致相应的神经功能缺损症状。
心脏病和血流动力学改变
心源性因素：心房颤动是常见的心律失常，心房颤动时心房失去有效的收缩，血液容易在心房内淤积形成血栓，血栓脱落可随血流进入脑血管，引起脑栓塞。据统计，心房颤动患者发生脑栓塞的风险比无心房颤动者高5-7倍。其他如风湿性心瓣膜病、心肌梗死、心肌病等也可导致心内血栓形成或心脏输出量减少，进而影响脑的血液供应，增加脑血管病的发生几率。风湿性心瓣膜病患者的瓣膜病变可导致血流紊乱，容易形成血栓，心肌梗死患者心脏泵血功能受损，脑供血减少。
血压异常：血压急剧波动可影响脑的血液灌注。血压突然升高时，可导致脑血管破裂出血；血压过低时，脑灌注不足，可引起脑梗死。例如，老年人在体位突然改变时，容易出现低血压，导致脑供血不足，尤其是有动脉硬化基础的老年人，自身调节脑血流的能力下降，更易发生脑梗死。
血液成分和血液流变学改变
血液成分异常：红细胞增多症患者血液中红细胞数量过多，血液黏稠度增加，血流速度减慢，容易形成血栓；白血病患者由于异常白细胞增多等原因，也可影响血液的正常流变学特性，增加血栓形成的风险。此外，血小板增多或功能异常、凝血因子异常等也可导致血液凝固性增加，易引发脑血管内血栓形成。例如，原发性血小板增多症患者血小板数量显著增多，其功能也可能存在异常，使血液处于高凝状态，增加脑血管血栓形成的可能性。
血液流变学异常：某些疾病可导致血液流变学改变，使血液黏稠度增高、血流速度减慢。如高脂血症患者血液中脂质含量高，可使血液黏稠度增加；脱水状态下，血液浓缩，也会导致血液流变学异常，增加脑血管病的发生风险。
其他因素
吸烟：吸烟是脑血管病的重要危险因素之一，烟草中的尼古丁等成分可损伤血管内皮细胞，促进动脉粥样硬化的形成，还可使血液黏稠度增加、血小板聚集性增强，从而增加脑血管病的发病风险。研究显示，吸烟者患脑血管病的风险比不吸烟者明显升高。
酗酒：长期大量饮酒可导致高血压、高脂血症等，进而增加脑血管病的发病几率。酒精可使血压升高，长期酗酒还会影响脂质代谢，导致血脂升高，同时酒精对血管内皮也有损伤作用，促进动脉粥样硬化的发展。
糖尿病：糖尿病患者容易出现糖代谢紊乱，同时常伴有脂质代谢异常，容易发生动脉粥样硬化，且糖尿病患者血液处于高凝状态，血小板功能也可能异常，这些因素都使得糖尿病患者脑血管病的发病风险显著增加。糖尿病病程较长的患者，发生脑血管病的几率明显高于非糖尿病患者。
肥胖：肥胖与多种脑血管病的危险因素相关，如肥胖常伴有高血压、高脂血症、糖尿病等，这些因素相互作用，共同增加脑血管病的发病风险。肥胖患者体内脂肪堆积，可导致血管内皮功能异常，促进动脉粥样硬化的发生发展。
