脑血管被血流中所带的栓子阻塞，而引起的急性脑血管病，叫做脑栓塞。由于栓子阻塞了脑血管造成血流中断，局部脑组织缺血、缺氧、软化、坏死，而出现相应的神经症状。这种病可发生于任何年龄，但以40岁以下的青壮年多见。起病急骤，常于数秒钟至2～3分钟达到高峰。
脑栓塞的栓子种类很多，可有多种疾病所产生的栓子进入血液，阻塞血管而诱发。而心脏病是脑栓塞的最常见原因。风湿性心脏病二尖瓣狭窄，左心房扩大，心脏血流缓慢、淤滞，易使血液凝固和血栓形成。当血流不规则或心房纤颤时，这种附壁血栓容易脱落形成栓子，发生脑栓塞。细菌性心内膜炎由于内膜或内膜下病变，细菌常附着在内膜上繁殖，与血小板、红细胞、血红蛋白等集结成细菌性赘生物，脱落后随血液进入颅内，也可发生脑栓塞。心肌梗塞时，心房和心室内膜可受到损伤，而受伤的内膜易发生附壁血栓，在心房纤颤等因素的作用下，血栓脱落形成栓子，也常造成脑栓塞。另外，先天性心脏病、心脏粘液瘤、心脏手术等，也是造成心源性脑栓塞的原因。
非心源性的栓子，较常见的是脂肪栓子和空气栓子。当长骨骨折时，或因骨折手术，骨髓中的脂肪球进入血液，容易形成脂肪栓塞；而气体栓子则常见于胸部、颈部开放性外伤及外科手术、人工气胸、气腹以及潜水员、飞行员不适当减压，形成氮气栓塞；另外，肺静脉栓塞，脑静脉栓塞也是造成非心源性脑栓塞的原因。有的脑栓塞查不到栓子来源，称为来源不明性的脑栓塞。