⑴ 供應腦血循環的動脈粥樣硬化是短暫性腦缺血發作發生的最常見原因。最多見的是頸動脈粥樣硬化血栓的形成，常導致管腔狹窄，造成供應腦的血流降低。
⑵ 動脈－動脈的血栓栓塞：栓子來源于頸部的頸動脈或椎動脈的動脈粥樣硬化斑塊的潰瘍面，或較少地來自心臟內的附壁血栓；心源性栓子最多見的原因為心房纖顫、瓣膜疾病和左心室血栓形成等。
⑶ 較少見病因：①夾層動脈瘤、動脈炎及血液成分的異常（如真性紅細胞增多癥、血小板減少癥、抗心磷脂抗體綜合癥等）；②血流動力學的改變：血流有短暫的降低如任何原因的低血壓、心率不齊、鎖骨下動脈盜血綜合征和藥物的不良反應；③心臟介入和手術治療的并發癥；④高血壓、動脈粥樣硬化、心臟疾病、糖尿病以及血紅細胞增多癥都易促成短暫性腦缺血發作的發生。