脑动脉瘤的形成原因较为复杂，目前认为主要与先天性因素、动脉硬化以及感染等因素有关。据医学研究，先天性因素是导致脑动脉瘤的重要原因之一，约有50%的脑动脉瘤患者存在先天性的血管壁结构异常。
先天性因素相关
血管壁结构缺陷： 胚胎发育过程中，脑血管壁的中层平滑肌和弹性纤维发育异常，使得局部血管壁薄弱。例如，在 Willis 环部位的血管，先天性结构异常更容易形成动脉瘤。这种先天性的薄弱环节在血流压力的长期作用下，逐渐膨出形成动脉瘤。遗传因素影响： 部分脑动脉瘤患者存在家族遗传倾向。研究发现，某些基因突变可能会增加脑动脉瘤的发病风险。如果家族中有脑动脉瘤患者，其他家庭成员患脑动脉瘤的概率会比普通人群高出一定比例，但具体的遗传模式还在进一步研究中。
动脉硬化引发
血流冲击导致： 随着年龄增长，人体容易出现动脉硬化，动脉壁弹性减弱，血管壁承受血流的能力发生变化。血液在流经脑动脉时，对血管壁的冲击力增大，尤其是在血管分叉等血流动力学改变较为明显的部位。长期的血流冲击会使薄弱的血管壁逐渐向外膨出形成动脉瘤。据统计，50岁以上的人群中，动脉硬化相关的脑动脉瘤发生率相对较高。高血压的助推： 高血压患者的血管长期处于高压状态，这会进一步加重血流对血管壁的冲击力。高血压会使脑动脉壁受到的压力持续升高，使得原本就可能存在的血管壁薄弱区域更容易形成动脉瘤。控制血压对于预防和减少动脉硬化相关脑动脉瘤的发生非常重要。
感染因素导致
细菌感染影响： 某些细菌感染可累及脑血管，引发炎症反应。例如，细菌性心内膜炎患者，细菌栓子可能随着血流到达脑部血管，引起血管壁的炎症破坏，导致血管壁结构受损，进而形成动脉瘤。这种由感染引起的脑动脉瘤相对较为少见，但一旦发生，病情往往较为严重。真菌感染作用： 真菌感染也可能导致脑动脉的炎症改变。当身体其他部位的真菌感染扩散到脑部血管时，会影响血管壁的正常结构，使血管壁弹性降低、强度减弱，在血流压力下逐渐形成动脉瘤。不过，真菌感染引发脑动脉瘤的情况相对细菌感染更为罕见。