脑动脉瘤的产生是动脉损伤，破坏和变性的结果。动脉壁可随着年龄的增长而产生一系列变化。各种疾病也可以引起动脉壁的损害，使动脉壁失去固有的弹性，变得脆弱。已经存在病变的血管壁组织继续承受血管腔内血流的冲击，管径逐渐纵向或者横向伸展，扩大，膨出，形成动脉瘤。具体形成机制不尽相同，可能与炎症、血流动力学异常、血管壁结构异常、遗传、外伤等有关。脑动脉瘤可能是一种炎症相关疾病，动脉瘤壁组织内有不同程度的巨噬细胞浸润，不但能释放促炎因子，并且分泌特殊的酶，破坏血管壁细胞外结构，加重炎症反应。血流动力学异常，如血管壁压力、血流量增加等因素也在脑动脉瘤的形成、生长和破裂过程中起了重要作用。不同血管瘤的形成机制也不同。囊状血管瘤与血流动力学异常如血流量增加、血压增高，血管壁结构异常如内弹力层变性、外伤等，其他因素如烟雾病、巨细胞动脉炎等有关。梭形动脉瘤可能与动脉硬化、遗传、感染、放射、血管结构异常、主动脉弓狭窄、巨细胞动脉炎等有关。层间动脉瘤可能与外伤、动脉硬化等有关。
