腦栓塞可以發生在腦的任何部位,由于左側頸總動脈直接起源于主動脈弓,故發病部位左側大腦中動脈的供血區較多,其主干是最常見的發病部位,由于腦栓塞常突然阻塞動脈,易引起腦血管痙攣。
加重腦組織的缺血進度,起病迅速,無足夠的時間建立側支循環,所以栓塞與發生在同一動脈的血栓形成相比,病變范圍大,供血區周圍的腦組織長不能免受損害。腦栓塞引起的腦組織缺血性壞死,可以使貧血性,出血性和混合性梗死更為常見,占30%到50%。腦栓塞發生后,栓子可以不再移動,牢固的阻塞管腔或栓子分解破裂,進入更小的血管,最初栓塞動脈的血管壁已受損,回復血流后易從破損的血管壁流出形成出血性梗死。