脑梗塞的病因较为复杂，其中动脉粥样硬化是常见的重要病因之一，约70%的脑梗塞患者与动脉粥样硬化相关。
一、血管壁病变
高血压：长期高血压会使血管壁受到损伤，导致血管内膜增厚、变硬，影响血管的正常功能，进而增加脑梗塞的发生风险。血压长期处于较高水平，如收缩压持续高于140mmHg或舒张压持续高于90mmHg，就会对脑血管造成慢性损害。动脉炎：多种炎症性疾病可累及脑血管，引发动脉炎。比如风湿性动脉炎，它会使动脉管壁发生炎症反应，导致血管狭窄甚至闭塞，从而引发脑梗塞。像系统性红斑狼疮患者，约有10% - 20%会合并脑血管的动脉炎病变。
二、血液成分和血液流变学改变
血液黏稠度增高：某些疾病会导致血液黏稠度升高，比如红细胞增多症，患者体内红细胞数量异常增多，使得血液变得黏稠，血流速度减慢，容易形成血栓，引发脑梗塞。还有严重脱水的情况，身体水分大量丢失，血液浓缩，也会使血液黏稠度增加。凝血机制异常：当人体的凝血机制出现异常时，容易形成血栓。例如应用抗凝药物不当，可能会导致凝血功能紊乱；另外，一些遗传性的凝血因子缺陷疾病，也会使血液更容易凝固形成血栓，增加脑梗塞发生几率。
三、血流动力学改变
低血压：当血压过低时，脑部的血液灌注会不足，尤其是那些本身就存在脑血管狭窄的患者，脑血流灌注不足就容易引发脑梗塞。比如一些老年人在夜间睡眠时，血压会相对降低，如果原本脑血管就有一定程度的狭窄，就可能出现脑供血不足，进而导致脑梗塞。心输出量减少：心脏功能不全时，心输出量会减少，从而使脑部的血液供应减少。像心肌梗死患者，心脏泵血功能下降，会影响脑部的血液供应，增加脑梗塞发生的可能性。例如大面积心肌梗死的患者，发生脑梗塞的风险会明显升高。