腦動脈瘤系顱內動脈壁的囊性膨出，是造成蛛網膜下腔出血的首位病因。在腦血管意外中，僅次于腦血栓和高血壓腦出血，位居第三。本病好發于40—60歲中老年人，青少年少見。
1、先天性因素
腦動脈管壁的厚度為身體其他部位同管徑動脈的2/3，周圍缺乏組織支持，但承受的血流量大，尤其在動脈分叉部。管壁中層缺少彈力纖維，平滑肌較少，由于血流動力學方面的原因，分叉部又最易受到沖擊，這與臨床發現分叉部動脈瘤最多、向血流沖擊方向突出是一致的。管壁的中層有裂隙、胚胎血管的殘留、先天動脈發育異常或缺陷(如內彈力板及中層發育不良)都是動脈瘤形成的重要因素。先天動脈發育不良不僅可發展成囊性動脈瘤，也可演變成梭形動脈瘤。
2、后天性因素
(1)動脈硬化
動脈壁發生粥樣硬化使彈力纖維斷裂及消失，削弱了動脈壁而不能承受巨大壓力。硬化造成動脈營養血管閉塞，使血管壁變性。40～60歲是動脈硬化發展的明顯階段，同時也是動脈瘤的好發年齡，這足以說明二者的相互關系。
(2)感染
感染性動脈瘤約占全部動脈瘤的4%。身體各部的感染皆可以小栓子的形式經血液播散停留在腦動脈的周末支，少數栓子停留在動脈分叉部。顱底骨質感染、顱內膿腫、腦膜炎等也會由外方侵蝕動脈壁，引起感染性或真菌性動脈瘤。感染性動脈瘤的外形多不規則。
(3)創傷
顱腦閉合性或開放性損傷、手術創傷，由于異物、器械、骨片等直接傷及動脈管壁，或牽拉血管造成管壁薄弱，形成真性或假性動脈瘤。
(4)其他
此外還有一些少見的原因如腫瘤等也能引起動脈瘤。顱底異常血管網癥、腦動靜脈畸形、顱內血管發育異常及腦動脈閉塞等也可伴發動脈瘤。
除上述各原因外，還有一個共同的因素是血流動力學的沖擊。動脈壁在上述先天因素、動脈硬化、感染或外傷等破壞的基礎上，加上血流的沖擊是動脈瘤形成的原因。在臨床上有時可見到下列情況發展成動脈瘤：①殘余的動脈瘤蒂：即夾閉動脈瘤時剩下一小部分薄壁。②動脈分叉處的膨隆：如頸內動脈-后交通支交界處的膨隆。③動脈壁的一部分向外突出。這些可在2～10年演變成動脈瘤。