腦動脈瘤形成的原因目前還不是十分清楚，有一種說法認為動脈壁存在的先天性缺陷與腦動脈瘤的形成有一定的關係，這種先天性缺陷主要發生在腦動脈瘤常見的一些好發部位，在這些部位的動脈壁可以出現先天性的平滑肌層的缺乏，導致顱內動脈壁的囊性膨出，形成顱內的動脈瘤。

另一種說法是關於動脈壁的後天性退變學說。在這個學說裡，通常認為顱內動脈的粥樣硬化和高血壓可以使動脈內的彈力板發生破壞，導致顱內的動脈逐漸地膨出，形成囊性的動脈瘤。