脑血栓形成的原因包括血管壁病变如动脉粥样硬化（中老年人多见与高血压高血脂糖尿病吸烟等有关斑块致管腔狭窄血栓形成）和动脉炎（各种炎症累及动脉壁损伤内皮致血栓引发）、血液成分改变如血液黏稠度增加（脱水红细胞增多症高纤维蛋白原血症等致血流慢易血栓老年人等易出现）和凝血机制异常（促凝药物使用、DIC早期等致凝血亢进引发）、血流动力学改变如血流缓慢（心力衰竭、心房颤动等致脑部血流慢或血栓脱落致脑血管阻塞老年人等高发）。
一、血管壁病变
1.动脉粥样硬化：是脑血栓形成最常见的原因。多见于中老年人，男性略多于女性。动脉粥样硬化好发于大、中动脉，如颈内动脉、大脑中动脉等。其发生与高血压、高血脂、糖尿病、吸烟等因素密切相关。高血压可损伤血管内皮，促使脂质沉积；高血脂（如高胆固醇、高甘油三酯血症）会使脂质易在血管壁沉积形成斑块；糖尿病患者血糖升高可导致血管内皮功能紊乱，促进动脉粥样硬化的发生发展；吸烟会损伤血管内皮，影响血管的正常功能，加速动脉粥样硬化进程。动脉粥样硬化斑块逐渐增大，会使血管腔狭窄，当狭窄到一定程度时，血液中的有形成分等易在局部聚集形成血栓，阻塞血管，导致脑血栓形成。
2.动脉炎：各种炎症性疾病累及动脉壁，如感染性动脉炎（细菌、病毒、螺旋体等感染）、非感染性动脉炎（如风湿性动脉炎、系统性红斑狼疮、结节性多动脉炎等自身免疫性疾病累及动脉）。感染或自身免疫反应可损伤血管内皮，使血管壁变得粗糙，血小板、纤维蛋白等易于黏附聚集形成血栓，引发脑血栓。这种情况在不同年龄、性别均可发生，自身免疫性动脉炎在女性中相对更易出现相关血管病变。
二、血液成分改变
1.血液黏稠度增加：常见于脱水、红细胞增多症、高纤维蛋白原血症等情况。脱水时，水分丢失，血液中各种有形成分的比例相对增高，导致血液黏稠度升高，血流速度减慢，容易形成血栓。红细胞增多症患者体内红细胞数量异常增多，血液黏稠度显著增加；高纤维蛋白原血症时，血浆中纤维蛋白原含量升高，使血液的凝固性增强，易促进血栓形成。老年人由于身体机能下降，水分调节能力减弱，相对更易出现脱水导致血液黏稠度增加；红细胞增多症可发生于各年龄段，但相对较少见；高纤维蛋白原血症与年龄、饮食等因素有关，中老年人若长期高脂肪、高糖饮食，可能导致纤维蛋白原水平升高。
2.凝血机制异常：某些疾病或情况可导致血液凝血机制亢进，如应用促凝药物（如抗肿瘤化疗药物等）、弥散性血管内凝血（DIC）早期等。DIC可由感染、创伤、恶性肿瘤等多种原因引起，体内出现广泛的微血栓形成，随后可因凝血因子消耗等出现出血倾向，但在早期往往以凝血亢进为主，易引发脑血栓。有基础疾病需要长期使用促凝药物的患者需密切监测凝血功能；DIC则多见于病情较为危重的患者，各年龄段均可发生，但以重症患者更为常见。
三、血流动力学改变
1.血流缓慢：常见于心力衰竭、心律失常（如心房颤动）等情况。心力衰竭时，心脏泵血功能减弱，心输出量减少，全身血液循环减慢，脑部血流也相应减少，血流缓慢使得血液中的有形成分更易在血管壁沉积形成血栓。心房颤动时，心房失去有效的收缩，血液在心房内淤滞，容易形成附壁血栓，当血栓脱落随血流进入脑部血管时，可阻塞脑血管引发脑血栓。老年人是心力衰竭和心房颤动的高发人群，随着年龄增长，心脏功能逐渐减退，心房颤动的发生率也增加；中青年若有基础心脏疾病（如先天性心脏病等）也可能出现血流缓慢相关情况。
