一过性脑缺血主要是由于脑部血管短暂性供血不足引起的。一般来说，动脉粥样硬化是导致一过性脑缺血的常见原因之一，约有半数以上的一过性脑缺血患者存在动脉粥样硬化的情况。
血管因素：动脉粥样硬化
动脉粥样硬化会使血管壁增厚、变硬，管腔狭窄。例如，颈动脉粥样硬化时，血管内的斑块会逐渐阻塞血管，导致脑部血液供应减少。当斑块脱落形成微栓子，随血流进入脑部小血管，也会引起短暂的血管阻塞，从而引发一过性脑缺血。血液成分改变：血液黏稠度增加某些情况下，血液黏稠度会升高，比如患有高脂血症时，血液中脂质含量增多，会使血液变得黏稠，血流速度减慢，容易形成血栓，影响脑部的血液供应。还有红细胞增多症患者，血液中红细胞数量异常增多，同样会导致血液黏稠度增加，增加一过性脑缺血的发生风险。
血流动力学因素：血压波动
血压的急剧波动是引发一过性脑缺血的重要诱因。当血压突然降低时，如严重的低血压状态，脑部灌注压下降，脑部血液供应不足，就可能出现一过性脑缺血症状。例如，老年人在大量出汗、腹泻后，血容量减少，血压下降，容易发生一过性脑缺血。而血压突然升高时，也可能导致脑血管痉挛，影响血液正常供应，引发一过性脑缺血。
心脏因素：心律失常
一些心律失常会影响心脏的泵血功能，导致脑部供血不足。比如心房颤动时，心房失去有效的收缩，血液在心房内淤积，容易形成血栓，血栓脱落后随血流进入脑部血管，造成血管阻塞，引发一过性脑缺血。另外，严重的心动过缓会使心脏输出的血液量减少，脑部得不到足够的血液供应，也可能出现一过性脑缺血发作。