蛛网膜下腔出血主要由颅内动脉瘤破裂引起，约占所有蛛网膜下腔出血病因的85%左右。此外，动静脉畸形也是常见原因之一，约占10%。还有一些相对少见的原因，比如高血压动脉硬化、血液病等也可能引发。
一、颅内动脉瘤破裂
先天性因素： 颅内动脉壁的先天性缺陷是形成动脉瘤的重要原因。胚胎期血管发育异常，使得动脉壁薄弱，在血流冲击等因素下，逐渐形成动脉瘤。一般来说，先天性颅内动脉瘤多发生在脑底动脉环及其主要分支的分叉处。动脉硬化： 高血压、高血脂等因素可导致动脉粥样硬化，使动脉壁受损，弹性减弱，容易形成动脉瘤。随着年龄增长，动脉硬化的发生率逐渐升高，老年人发生蛛网膜下腔出血因动脉硬化导致动脉瘤破裂的情况相对较多。
二、动静脉畸形
血管发育异常： 胚胎时期血管发育过程中出现异常，导致动脉和静脉之间直接沟通，形成短路，进而发展为动静脉畸形。这种畸形的血管壁往往比较薄，容易破裂出血。动静脉畸形可发生在大脑的任何部位，但多见于大脑中动脉分布区。病情进展： 动静脉畸形在生长过程中，局部血流动力学改变，会对周围脑组织产生影响，随着时间推移，破裂出血的风险也会增加。
三、其他少见原因
高血压动脉硬化： 长期高血压会使脑内小动脉发生玻璃样变或纤维样坏死，形成微动脉瘤，当血压剧烈波动时，微动脉瘤可能破裂出血，引发蛛网膜下腔出血。研究发现，长期高血压控制不佳的患者，蛛网膜下腔出血的发生率比血压正常人群高数倍。血液病： 如白血病、再生障碍性贫血、血友病等血液系统疾病，会影响凝血功能，导致凝血障碍，容易出现颅内出血，包括蛛网膜下腔出血。这类患者除了有蛛网膜下腔出血的表现外，往往还伴有其他部位出血的症状，如皮肤瘀斑、鼻出血等。