脑血栓形成主要是脑部血管内形成血栓，导致血管狭窄或堵塞，使局部脑组织缺血缺氧坏死。其中，动脉粥样硬化是最常见的原因，约占全部脑血栓形成的60% - 70%。
一、血管壁病变因素
动脉粥样硬化：这是引发脑血栓形成非常重要的一个因素。动脉粥样硬化多发生在管径500μm以上的大动脉，像颈内动脉起始段、基底动脉、大脑中动脉等部位容易受累。它会使血管内膜受损，脂质沉积，慢慢形成粥样斑块，导致血管腔狭窄，血液流动受阻，进而促进血栓形成。动脉炎：某些炎症性疾病会累及脑血管壁，比如感染性动脉炎（如细菌、病毒、螺旋体等感染引起）、非感染性动脉炎（如结缔组织病相关的动脉炎）。像结节性多动脉炎，它可累及中等或小动脉，导致血管壁炎症、坏死，增加血栓形成的风险。
二、血液成分改变因素
血液凝固性增高：在一些情况会使血液凝固性升高，比如产后、大手术后、创伤、长期服用避孕药等，这些因素会导致血小板增多、凝血因子含量增加等，使得血液更容易形成血栓。例如，产后女性身体处于高凝状态，若本身血管有基础病变，就更易发生脑血栓形成。血液黏稠度增加：常见于高脂血症、脱水等情况。高脂血症时，血液中脂质成分增多，血液变得黏稠，血流速度减慢，有利于血栓形成。比如，一些高脂血症患者，血液中胆固醇、甘油三酯等水平升高，血液像“浓稠的粥”一样，流动不畅，容易在血管内形成血栓。
三、血流动力学改变因素
血压波动：血压突然大幅下降，会使脑血流灌注不足，导致脑部血流缓慢，容易促使血栓形成。例如，老年人在夜间睡眠时，血压相对较低，尤其是有动脉硬化的老人，脑血流量减少，若同时存在血液黏稠度增高等情况，就容易发生脑血栓。血流动力学异常：当脑血管本身存在狭窄等病变时，若出现血流动力学异常，如血流速度减慢、血流量减少等，也容易引发血栓形成。比如，颈部动脉有严重狭窄的患者，正常的血流通过狭窄部位时速度加快，但如果整体脑血流量不足，就可能在狭窄远端形成血栓。