脑血栓主要是脑部血管内形成血栓，导致血管堵塞，进而影响脑部血液供应。一般来说，血管壁病变、血液成分改变和血流动力学改变等因素都可能促使脑血栓形成。
血管壁病变方面
动脉粥样硬化：这是最常见的导致脑血栓的血管壁病变原因。动脉粥样硬化会使血管内膜受损，脂质沉积在血管壁内，形成斑块。随着时间推移，斑块逐渐增大，会使血管腔狭窄，当狭窄到一定程度时，血液流动受阻，就容易在局部形成血栓。例如，有研究发现，中老年人中动脉粥样硬化的发生率较高，这也是为什么老年人相对更易发生脑血栓的一个重要因素。动脉炎：某些炎症性疾病会累及脑血管，像感染性动脉炎（如细菌、病毒感染引起的动脉炎）或非感染性动脉炎（如系统性红斑狼疮等自身免疫性疾病引起的动脉炎），炎症会损伤血管壁，导致血管内膜不光滑，血液中的有形成分容易在损伤处聚集形成血栓。
血液成分改变方面
血液凝固性增加：比如长期卧床的病人，由于活动减少，血液流动缓慢，同时身体处于高凝状态，血小板等凝血物质容易聚集。还有一些遗传性的凝血因子异常疾病，会使血液凝固性明显增高，增加了脑血栓形成的风险。另外，妊娠晚期的女性，体内的凝血因子会增多，血液处于相对高凝状态，也较易发生脑血栓。血小板增多症：患者体内血小板数量异常增多，会使血液黏稠度增加，血小板容易黏附聚集，从而促进血栓形成。这类患者发生脑血栓的几率比正常人要高很多。
血流动力学改变方面
血压波动：血压突然大幅下降时，比如休克、严重的心律失常等情况，会使脑部血流灌注不足。此时血管内原本流动的血液，在血流缓慢的情况下，就容易形成血栓。而血压突然升高时，血管壁受到的压力增大，可能会损伤血管内皮，也容易诱发血栓形成。例如，有高血压病史的人，如果血压控制不稳定，忽高忽低，就增加了脑血栓的发病风险。血流缓慢：长期静坐、缺乏运动的人，血液循环速度减慢。就像一条河流，水流慢了，泥沙等杂质就容易沉积。在脑血管中，血流缓慢时，血液中的有形成分更容易在血管壁上沉积形成血栓。比如一些长期从事办公室工作，缺乏体育锻炼的人群，就是脑血栓的高发人群之一。