脑血栓形成的相关因素包括血管壁病变如动脉粥样硬化（是最常见原因，年龄、性别、生活方式等影响其进程）和动脉炎（炎症性疾病累及脑动脉，不同人群发病因素不同）、血液成分改变如凝血因子异常（遗传或获得性致凝血功能改变）和血小板增多或功能异常（原发性血小板增多症等致高凝）、血流动力学改变如低血压（老年人、体质弱、有心血管病史者易致脑灌注压降低血流缓慢形成血栓）和血流动力学异常致血流缓慢（心房颤动常见于老年人，有心脏病史者风险高）。
动脉粥样硬化：是脑血栓形成最常见的原因，多发生于管径500μm以上的大动脉。动脉粥样硬化使血管内膜粗糙，血小板、脂质易在局部沉积形成斑块，导致血管管腔狭窄，当狭窄严重时，血流受阻，局部血栓形成，进而引起脑组织缺血、缺氧、坏死。年龄是影响动脉粥样硬化的重要因素，随着年龄增长，血管壁功能逐渐减退，动脉粥样硬化的发生率升高；男性相对女性更易发生动脉粥样硬化相关的血管病变，可能与激素水平等因素有关；长期高脂饮食、吸烟、高血压等不良生活方式会加速动脉粥样硬化的进程，高脂血症会使血液中脂质含量增高，易在血管壁沉积；吸烟会损伤血管内皮，促进动脉粥样硬化的发生；高血压会使血管壁承受过高压力，损伤血管内膜。有动脉粥样硬化病史的人群发生脑血栓形成的风险显著增加。
动脉炎：各种炎症性疾病累及脑动脉，如感染性动脉炎（细菌、病毒、螺旋体等感染）、结缔组织病相关动脉炎等。感染因素导致的动脉炎，不同年龄段人群易感染的病原体不同，儿童可能因病毒感染引发动脉炎，成人则可能因细菌感染等；自身免疫性结缔组织病相关动脉炎在女性中的发病率相对较高，可能与女性的免疫特性有关；患有自身免疫性疾病的人群，如系统性红斑狼疮等，发生动脉炎进而导致脑血栓形成的风险增加。
血液成分改变
凝血因子异常：如蛋白C、蛋白S缺乏或抗凝血酶Ⅲ缺乏等遗传性凝血因子异常疾病，会使血液的凝血功能发生改变，易形成血栓。有凝血因子异常家族史的人群患病风险较高；某些获得性的凝血因子异常，如肝病患者由于肝功能受损，可能导致凝血因子合成减少，也会增加血栓形成的倾向。
血小板增多或功能异常：原发性血小板增多症患者体内血小板数量增多且功能异常，易导致血液高凝状态，从而引发脑血栓形成。年龄对原发性血小板增多症的发病影响不大，但不同年龄段患者的临床表现可能有所差异；男性和女性在发病率上无明显显著差异；有血液系统疾病史的人群，尤其是原发性血小板增多症患者，发生脑血栓形成的风险增加。
血流动力学改变
低血压：当血压过低时，脑灌注压降低，血流缓慢，易导致局部血栓形成。老年人由于血管调节功能减退，更易在低血压状态下发生脑血流灌注不足；体质较弱的人群，如长期营养不良、过度节食的女性，血压相对较低，发生低血压性脑血流缓慢进而形成血栓的风险较高；有心血管疾病史，如心力衰竭的患者，心脏泵血功能减退，容易出现低血压，增加脑血栓形成的风险。
血流动力学异常导致的血流缓慢：如心房颤动时，心房收缩功能异常，导致血流在心房内淤滞，易形成附壁血栓，血栓脱落随血流进入脑动脉可引起脑血栓形成。心房颤动在老年人中较为常见，年龄越大发病率越高；男性和女性发病率无明显差异；有心脏病史，尤其是心房颤动病史的人群，发生脑血栓形成的风险显著升高。
