脑血栓形成的病因包括血管壁病变、血液成分改变和血流动力学改变。血管壁病变有动脉粥样硬化（中老年人多见，与多种因素相关致血管狭窄僵硬血栓形成）和动脉炎（炎症累及致血管壁损伤血栓形成）；血液成分改变包括血液黏稠度增加（脱水等致老年人易发生）和凝血机制异常（遗传或获得性因素致凝血紊乱血栓形成）；血流动力学改变有血压波动（过低或过高均易致血栓）和血流缓慢（长期卧床等致血流减慢血栓形成）。
一、血管壁病变
1.动脉粥样硬化：是脑血栓形成最常见的病因。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。这些危险因素会损伤血管内皮细胞，使脂质易于沉积，形成粥样斑块，导致血管管腔狭窄、僵硬，血流阻力增加，血液有形成分易在局部沉积形成血栓。例如，长期高血压会使血管壁承受过高压力，加速动脉粥样硬化的进程；高血脂会使血液中脂质含量升高，促进粥样斑块的形成。
2.动脉炎：各种炎症性疾病累及脑血管壁，如感染性动脉炎（细菌、病毒、螺旋体等感染）、非感染性动脉炎（如系统性红斑狼疮、结节性多动脉炎等自身免疫性疾病）。不同年龄、性别均可发病，感染性动脉炎多见于免疫力低下人群或有感染病史者，自身免疫性动脉炎则可见于各年龄段，女性相对多见。动脉炎会破坏血管壁结构，导致血管内膜损伤、炎症渗出等，进而促使血栓形成。
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。老年人由于机体代谢功能减退，血液处于相对高凝状态，更容易出现血液黏稠度增加。红细胞增多症患者体内红细胞数量异常增多，会使血液黏稠度显著升高；高纤维蛋白原血症患者血液中纤维蛋白原含量过高，也会导致血液黏稠度增加，从而易形成血栓。
2.凝血机制异常：某些遗传性或获得性凝血因子异常疾病，如蛋白C缺乏症、蛋白S缺乏症、抗凝血酶Ⅲ缺乏症等遗传性疾病，以及肝病、尿毒症、应用抗凝药物不当等获得性因素，可导致凝血机制紊乱，使血液易于凝固形成血栓。不同年龄段均可发生，遗传性凝血因子异常疾病多在年轻时就可能出现相关症状，获得性凝血机制异常则可见于各年龄段有基础疾病或用药不当的人群。
三、血流动力学改变
1.血压波动：血压过低时，脑血流量灌注不足，血流缓慢，易导致血液有形成分沉积形成血栓。老年人血管调节功能较差，更容易出现血压过低的情况；血压过高时，可损伤血管内皮细胞，同时使血管壁承受过高压力，也容易诱发血栓形成。不同年龄、性别均可能因血压异常而引发脑血栓，高血压患者尤其是血压控制不稳定者风险更高。
2.血流缓慢：常见于长期卧床、心力衰竭、心律失常等情况。长期卧床的患者，尤其是老年人，肢体活动减少，血流速度减慢；心力衰竭患者心脏泵血功能下降，导致全身血流缓慢；心律失常如心房颤动时，心房失去有效的收缩，血液在心房内淤积，血流缓慢，容易形成血栓，血栓脱落后随血流进入脑血管可导致脑血栓形成。不同年龄、性别均可发生，老年人、有心肺疾病或心律失常的患者风险相对较高。
