動脈瘤發(fā)病原因尚不十分清楚。動脈瘤形成的病因，概括有以下幾種：
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(xué)方面的原因，分叉部又最易受到?jīng)_擊，這與臨床發(fā)現(xiàn)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(fā)育異常或缺陷(如內(nèi)彈力板及中層發(fā)育不良)都是動脈瘤形成的重要因素。先天動脈發(fā)育不良不僅可發(fā)展成囊性動脈瘤，也可演變成梭形動脈瘤。動脈瘤病人的Willis環(huán)變異多于正常人，兩側(cè)大腦前動脈近端發(fā)育不對稱與前交通支動脈瘤的發(fā)生有肯定的關(guān)系，即動脈瘤由發(fā)育好的一側(cè)前動脈供應(yīng)，該側(cè)不僅供血到動脈瘤，還供血到兩側(cè)前動脈。動脈瘤常與一些先天性疾患如顱內(nèi)動靜脈畸形、主動脈弓狹窄、多囊腎、隱性脊柱裂、血管痣并存。文獻(xiàn)中不斷有家族性顱內(nèi)動脈瘤的報道，這也是先天性原因的一個佐證。
顱內(nèi)動脈瘤在西歐、東歐、日本、美國、智利、瑞典較多，遠(yuǎn)比顱內(nèi)動靜脈畸形多，它們之間的比例為8∶1～4∶1。但在中國、印度、中東動脈瘤卻少得多，而動靜脈畸形相對較多，在中國它們之間的比例為1∶1。Bhagwati認(rèn)為印度的動脈瘤少與Willis動脈環(huán)的先天變異少有關(guān)，他連續(xù)解剖了1021例Willis動脈環(huán)，發(fā)現(xiàn)其變異如血管缺如、索條狀血管、副血管、重復(fù)血管、前交通支融合及多發(fā)異常等占30.4%，認(rèn)為解剖上的變異少是印度顱內(nèi)動脈瘤少的一個因素。在1021例Willis動脈環(huán)僅發(fā)現(xiàn)2例(0.2%)動脈瘤，都在大腦中動脈，都有全身性的動脈粥樣硬化，而Willis動脈環(huán)無解剖變異。在西方的尸解中，顱內(nèi)動脈瘤為0.93%～3.7%。因此，認(rèn)為印度的顱內(nèi)動脈瘤少是由于腦血管的先天變異及粥樣硬化少的關(guān)系。但也可能與飲食內(nèi)容不同有關(guān)。
2.動脈硬化
動脈壁發(fā)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(yǎng)血管閉塞，使血管壁變性。40～60歲是動脈硬化發(fā)展的明顯階段，同時也是動脈瘤的好發(fā)年齡，這足以說明二者的相互關(guān)系。尤其是梭形動脈瘤多與動脈硬化有關(guān)，也可由于先天性動脈發(fā)育不良。晚近發(fā)現(xiàn)垂體腺瘤病人較其他腫瘤易于并發(fā)顱內(nèi)動脈瘤，但是否因長期高水平的生長激素誘發(fā)動脈硬化所致尚無定論。
3.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(jīng)血液播散停留在腦動脈的周末支，少數(shù)栓子停留在動脈分叉部。顱底骨質(zhì)感染、顱內(nèi)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(guī)則。
4.創(chuàng)傷
顱腦閉合性或開放性損傷、手術(shù)創(chuàng)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。和平時期的創(chuàng)傷性動脈瘤多位于頸內(nèi)動脈的海綿竇部，由于該部的顱骨骨折引起。戰(zhàn)爭彈片傷造成的顱內(nèi)動脈瘤占戰(zhàn)爭創(chuàng)傷患者的2.5%;大多數(shù)是由于彈片從翼點(額、頂、顳骨與蝶骨大翼交界處)穿入，造成大腦中動脈的主要分支、大腦前動脈的胼周動脈及眼動脈動脈瘤。
5.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(wǎng)癥、腦動靜脈畸形、顱內(nèi)血管發(fā)育異常及腦動脈閉塞等也可伴發(fā)動脈瘤。
除上述各原因外，一個共同的因素是血流動力學(xué)的沖擊因素。Hashimoto將高血壓鼠的一側(cè)頸總動脈在頸部結(jié)扎，則動脈瘤出現(xiàn)于前交通動脈及結(jié)扎側(cè)的后交通動脈。當(dāng)兩側(cè)頸總動脈都被結(jié)扎，則在大腦后動脈及基底動脈出現(xiàn)動脈瘤。這些動脈瘤的部位正是血流沖擊力增加的部位。臨床上將腦動脈畸形切除，則有關(guān)的顱內(nèi)動脈瘤也變小或消失。供應(yīng)前交通支動脈瘤的一側(cè)頸內(nèi)動脈也多半供應(yīng)兩側(cè)大腦前動脈，而對側(cè)大腦前動脈近端發(fā)育不良，這些都支持了血流動力學(xué)這個因素。年輕病人有多囊腎使血壓升高也會引起動脈瘤，甚至于多個動脈瘤。