La cause majeure de l'AVC demeure l'athérosclérose dont les facteurs de risque les plus importants sont  l'hypercholestérolémie, l'hypertension artérielle et le tabagisme. L'obésité, le diabète sucré, l'hypertriglycéridémie, l'inactivité physique et le stress sont également des facteurs influents. Le fait d'être un homme augmente les risques de subir un AVC de 30 %, spécialement après l'âge de 65 ans. Peu importe que l'on soit un homme ou une femme, après l'âge de 55 ans, les risques d'un AVC doublent par tranche de 10 ans. L'AVC n'est pas d'origine héréditaire, par contre des facteurs de risque importants le sont, tels l'athérosclérose, l'hypertension et le fait d'être de race noire. En effet, les personnes de race noire courent deux fois plus le risque de subir un AVC que les personnes de race blanche, peut-être parce qu'elles sont plus portées à souffrir d'hypertension.

Un AVC d'origine hémorragique est le résultat de la rupture soudaine d'une artère cérébrale. Les lésions cérébrales hémorragiques représentent 20 % des AVC et peuvent être causées par:

- La rupture d'une petite artère profonde du cerveau due à une hypertension de longue durée serait responsable de 10 % des AVC.

- La rupture d'un anévrisme ou une malformation artérioveineuse (MAV) qui répand le sang dans l'espace entre le cerveau et le crâne, entraînant une hémorragie sous-arachnoïdienne. Un anévrisme est le gonflement d'une artère cérébrale ou la formation d'un petit sac ou renflement sur une artère cérébrale, situation rencontrée plus souvent chez la femme que chez l'homme. Responsable de 10 % des AVC, l'anévrisme compte pour la moitié des AVC entraînant la mort chez les personnes de moins de 45 ans. L'anévrisme annonce parfois sa présence avant son éclatement et la venue des symptômes. Cette annonce prend la forme d'un mal de tête subit, très sévère. La rupture peut survenir durant le sommeil ou lorsqu'il y a élévation soudaine de la pression (toux, exercice physique intense, orgasme).

Un AVC d'origine thrombo-embolique, aussi appelé infarctus cérébral, est causé par un caillot sanguin. Lorsque le caillot se forme à l'intérieur d'une artère cérébrale, on parle alors de thrombose. On parle d'embolie lorsque le caillot se forme ailleurs (dans le coeur ou dans une des artères du cou, les carotides) et est transporté dans le cerveau par la circulation sanguine. Dans 80 % des cas, les AVC sont secondaires à ce genre de phénomènes. Le blocage de petits vaisseaux sanguins cérébraux, lui, compte pour 20 % des AVC.

Les phénomènes thrombo-emboliques surviennent plus souvent chez les personnes souffrant d'athérosclérose et de cardiopathies.

Ainsi, l'athérosclérose entraîne le rétrécissement ou le blocage de vaisseaux sanguins alimentant le cerveau - les carotides en avant du cou et les vertébrales en arrière - et serait responsable de 20 à 25 % des AVC emboliques.

Également susceptibles de causer un AVC : les problèmes d'embolie d'origine cardiaque. Dans ce cas-ci, l'embolie ou le caillot origine du coeur et compte pour 15 à 25 % des AVC. La fibrillation auriculaire (FA), une arythmie cardiaque assez fréquente, représente une des causes principales de formation de caillots dans le coeur. La fibrillation auriculaire affecte environ 5 % des personnes de plus de 60 ans. L'infarctus du myocarde ou crise cardiaque peut également en être la cause si une paroi cardiaque fraîchement endommagée ne pompe pas correctement et forme un thrombus mural (un caillot qui est fixé ou accroché à la paroi du coeur).

Selon une théorie, c'est le mécanisme de coagulation qui est hyperactif chez les sujets prédisposés à la thrombose. Une autre théorie stipule que ce sont les vaisseaux sanguins qui sont responsables du processus thrombosant.

Abstraction faite de la cause qui l'a produit, il n'y a pas de doute qu'un caillot, quelle que soit sa taille, constitue une surface tout à fait favorable à la formation d'un caillot encore plus gros. Et plus le caillot est gros, plus les risques augmentent que des fragments du caillot se détachent et soient entraînés plus loin dans la circulation. En partant du cou, un caillot d'origine carotidienne aura toutes les occasions de se localiser au cerveau et d'entraîner un AVC.