中風偏癱多數是由腦中風所致，可為出血性中風，也可為缺血性中風。脊髓的血管病變會引起脊髓的缺血或者出血，也會出現偏癱。

人的肢體活動受大腦皮層運動中樞及其下行運動纖維支配，同側的大腦半球運動中樞及其運動纖維支配對側肢體的活動，這些運動纖維也被稱為錐體束。錐體束從大腦皮層運動中樞發出，下行經過基底節、腦幹，終止於不同節段的脊髓前角細胞。

腦梗塞或者出血會破壞錐體束，使其不能支配對側肢體的活動，則會出現偏癱。錐體束從大腦皮層發出後到脊髓，其中任何部位的病變，都可以導致對側肢體偏癱或單癱。大腦皮層運動中樞及其下行的錐體束破壞的程度和範圍不同，偏癱的程度和範圍也不同。可以是對側上下肢完全癱瘓，可以是輕度活動不靈，也可以是上肢或者下肢單癱，甚至是單純的手指無力。