脑实质表面和深部有很多动脉，这些动脉来自颈内动脉和椎基底动脉发出的各级分支，在大脑里蜿蜒分布，就像大树的根系在土壤里盘根错节。树根会出现瘤样突起，脑动脉血管壁薄弱处同样也会出现鼓包，这就是脑动脉瘤。有的动脉瘤是脑血管在胚胎发育过程中先天形成的，或者脑动脉壁存在先天性发育缺陷，加上成年后高血压、动脉硬化等后天因素的参与，局部形成动脉瘤。
动脉瘤发病是因为颅内血管环的动脉分叉处的动脉壁先天性平滑肌层缺乏。动脉壁后天性退变学说则认为，颅内动脉粥样硬化和高血压，使动脉内弹力板发生破坏，渐渐膨出形成囊性动脉瘤。此外，身体的感染病灶如细菌性心内膜炎、肺部感染等，感染性栓子脱落，侵蚀脑动脉壁而形成感染性动脉瘤；头部外伤也可导致动脉瘤形成，但临床均少见。
在脑血管意外中，仅次于脑血栓和高血压脑出血，位居第三。任何年龄可发病，多数好发于40至60岁中老年女性。造成颅内动脉瘤的病因尚不甚清楚，多数学者认为颅内动脉瘤是在颅内动脉管壁局部的先天性缺陷和腔内压力增高的基础上引起，高血压、脑动脉硬化、血管炎与动脉瘤的发生与发展有关。
脑动脉瘤的这段旅程的持续时间是不确定的。在一些患者中，动脉瘤大约需要5年时间才能产生非常大的形状，并且血管内部受到挤压。在这种情况下，很容易引起出血。出血情况非常危险，病人甚至可能会危及生命。
对于一些小的动脉瘤或突然破裂出血的动脉瘤，有时会在瞬间形成，而对于一些比较大的动脉瘤，他会在动脉瘤内形成血栓，随着血压的波动逐渐增加，可能会破裂任何时候，所以这不能讨论它是多少年形成的。
我们大多数的动脉瘤都叫先天性的动脉瘤，这种所谓的先天性的动脉瘤并不是说我们生下来就有这个动脉瘤，而是说我们天生在这个血管的发育上，这个结构上就有一定的不够牢固的地方，有结构的不良，后来在长年累月的这种血流的冲击之下最后形成了动脉瘤，这是我们最常见的类型，还有的人属于某种病毒或者是说特殊的感染免疫性的疾病，它造成了局部的血管的结构上的改变，而形成动脉瘤，那种动脉瘤是比较少见的一些动脉瘤。
主动脉瘤形成的主要原因是动脉硬化基础上进展造成的，动脉硬化病变它可以侵蚀血管的内膜，造成脂质的沉积，然后也损害血管的中膜，大多数伴有高血压，糖尿病，还有高脂血症等。
