造成脑缺血的病因是复杂的，有些是原发的神经系统疾患，另一些是全身疾患，如动脉粥样硬化、心脏病、凝血异常、非动脉硬化性血管病变等，影响神经组织。归纳起来有颅内外动脉狭窄或闭塞、脑动脉栓塞、血流动力学因素、血液学因素等。

1、颅内外动脉狭窄或闭塞

脑由两侧颈内动脉和椎动脉供血，两侧颈内动脉供血约占脑的总供血量的80%~90%，椎动脉占10%~20%，当其中1条动脉发生足以影响血流量的狭窄或闭塞时，若是侧支循环良好，可以不发生临床缺血症状。如果侧支循环不良，或有多条动脉发生足以影响血流量的狭窄时，则会使局部或全脑的脑血流（CBF）减少。当CBF减少到发生脑缺血的临界水平以下时，就会产生脑缺血症状。

动脉粥样硬化是引起颅内外动脉狭窄或闭塞的主要原因。高血压、糖尿病、高脂血症和吸烟等起到加速血管壁动脉硬化改变。

2、脑动脉栓塞

动脉粥样硬化斑块除可造成动脉管腔狭窄以外，在斑块上的溃疡面上常附有血小板凝块、附壁血栓和胆固醇碎片。这些附着物被血流冲刷脱落后形成栓子，被血流带入颅内动脉，堵塞远侧动脉造成脑栓塞，使供血区缺血。

最常见的栓子来源是颈内动脉起始部的动脉粥样硬化斑块，被认为是引起短暂性脑缺血发作（TIA）最常见的原因。动脉栓塞另一个主要原因是心源性栓子造成的栓塞，患有风湿性心瓣膜病、亚急性细菌性心内膜炎、先天性心脏病、人工瓣膜和心脏手术、扩张性心肌病、心窦动脉瘤或心肌梗塞等形成的栓子可随血流进入脑内造成栓塞。少见的栓子如脓毒性栓子、脂肪栓子、空气栓子等也可造成脑栓塞。新生物和各种异物也是潜在的栓子。

3、血流动力学因素

短暂的低血压可引发脑缺血，如果已有脑血管的严重狭窄或多条脑动脉狭窄，使脑血流处于少血状态时，轻度的血压降低即可引发脑缺血，如心肌梗死、严重心律失常、休克、颈动脉窦过敏、体位性低血压、锁骨下动脉盗血综合征等。

4、血液学因素

血液成分方面的改变，可影响血流和输送营养，这些变化可促进脑缺血的发生。口服避孕药物、妊娠、产妇、手术后或血小板增多症引起的血液高凝状态；红细胞增多症、镰状细胞贫血、巨球蛋白血症引起的血黏稠度增高均可发生脑缺血。

5、其他

溺水、窒息、呼吸衰竭等也可引起脑缺血。