蛛网膜下腔出血常见原因中，颅内动脉瘤是最主要的病因，约占50%~85%。
颅内动脉瘤破裂
先天性因素： 胚胎发育过程中，脑血管壁的中层有局部发育薄弱，在血流冲击等因素下，逐渐形成动脉瘤。这种先天性的结构异常使得动脉瘤壁比较脆弱，容易发生破裂出血。动脉硬化： 长期高血压、高血脂等因素可导致动脉硬化，使得动脉壁弹性减退，血管壁承受压力的能力下降，进而促使动脉瘤形成并破裂。比如，有高血压病史多年的患者，动脉壁长期受到较高压力冲击，更易出现动脉瘤破裂引发蛛网膜下腔出血。
脑血管畸形
动静脉畸形： 这是一种先天性脑血管发育异常，动脉和静脉之间没有正常的毛细血管网，而是直接相通，形成短路。血管畸形处的血管壁结构异常，容易破裂出血。通常在年轻人中相对多见，由于血管结构的异常，受到血压波动等影响时就可能发生破裂，导致蛛网膜下腔出血。海绵状血管瘤： 由众多薄壁血管组成的海绵状异常血管团，这些血管壁较薄，缺乏弹性，容易破裂出血引起蛛网膜下腔出血。虽然发病率相对动静脉畸形低一些，但也是脑血管畸形导致蛛网膜下腔出血的一个原因。
其他少见原因
烟雾病： 是一种原因不明的慢性进行性脑血管闭塞性疾病，主要表现为双侧颈内动脉末端及其大分支血管进行性狭窄或闭塞，继发形成侧支循环血管网。这种异常的血管网容易破裂出血，从而引发蛛网膜下腔出血。烟雾病在儿童和青少年中相对更常见一些。血液系统疾病： 如白血病、再生障碍性贫血、血小板减少性紫癜等。这些疾病会影响血液的凝血功能，当凝血功能出现障碍时，就容易出现自发性出血，包括蛛网膜下腔出血。例如，白血病患者由于骨髓造血功能异常，血小板数量减少或功能异常，凝血机制受到影响，就可能发生颅内血管出血导致蛛网膜下腔出血。