脑血栓主要是由于脑部血管内形成血栓，阻塞血管，导致局部脑组织缺血缺氧坏死引起的。一般来说，动脉粥样硬化是引发脑血栓的重要基础因素。
血管自身因素导致
动脉粥样硬化： 这是最常见的引发脑血栓的原因。人体随着年龄增长，血管壁会逐渐出现脂质沉积，就像水管内壁慢慢有污垢堆积一样，脂质、血小板等逐渐聚集形成斑块，当斑块破裂后，就容易在局部形成血栓，阻塞血管。据统计，超过半数的脑血栓患者都与动脉粥样硬化相关。血管炎： 某些自身免疫性疾病或者感染等因素可能引发血管炎，比如系统性红斑狼疮等疾病累及脑部血管时，会使血管壁受损，影响血管正常功能，容易促使血栓形成。
血液成分改变相关
血液黏稠度增高： 比如患有高脂血症的人，血液中脂肪含量较高，会使血液变得黏稠，血流速度减慢，就更容易形成血栓。还有长期脱水的人，身体水分不足，血液浓缩，也会导致血液黏稠度升高，增加脑血栓风险。凝血机制异常： 像蛋白C、蛋白S缺乏等先天性凝血因子异常，或者患有弥散性血管内凝血等疾病时，人体的凝血 - 抗凝血平衡被打破，容易出现异常凝血，从而引发血栓形成。
血流动力学因素影响
血压波动过大： 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，促使血小板等聚集形成血栓；而血压过低时，血流速度减慢，也容易导致血液中的有形成分沉积形成血栓。例如，血压突然从120/80mmHg飙升到180/110mmHg，就可能增加脑血栓发生几率。心脏功能异常： 比如患有心房颤动时，心脏跳动节律不规则，心房内血液容易形成涡流，进而形成血栓，这些血栓脱落后随血流流向脑部血管，就会导致脑血栓。据研究，心房颤动患者发生脑血栓的风险比正常人高5倍左右。