Όταν η ροή του αίματος προς τον εγκέφαλο σταματά εξαιτίας της παρουσίας θρόμβου σε ένα αγγείο που έχει υποστεί βλάβη από αρτηριοσκλήρυνση. Το τμήμα του εγκεφάλου που αιματώνεται από την αρτηρία αυτή υπολειτουργεί ή νεκρώνεται, γεγονός που μπορεί να προκαλέσει σοβαρές μόνιμες αναπηρίες ή θάνατο.
Πρόκειται για τη συχνότερη μορφή εγκεφαλικού επεισοδίου. Η λειτουργία των εγκεφαλικών κυττάρων απαιτεί την συνεχή παροχή οξυγόνου και γλυκόζης στον οργανισμό. Ένα εγκεφαλικό λοιπόν μπορεί να συμβεί όταν η παροχή του αίματος που πάει στον εγκέφαλο διακόπτεται αποτέλεσμα τον θάνατο των εγκεφαλικών κυττάρων.
Απόφραξη της ροής αίματος ενός αγγείου προς τον εγκέφαλο, από θρόμβο που δημιουργείται σε άλλο σημείο του σώματος, συχνότερα στην καρδιά. Όπως και στο ΙΕΕ, τα νευρολογικά συμπτώματα οφείλονται στην ανεπαρκή αιμάτωση μιας περιοχής του εγκεφάλου.
Όταν ένα αγγείο εντός ή εκτός του εγκεφάλου ρήγνυται, επιτρέποντας στο αίμα να διαφύγει στο εσωτερικό του κρανίου (εγκεφαλική αιμορραγία) και να σχηματίσει αιμάτωμα. Η ανεξέλεγκτη υπέρταση αποτελεί πολύ συχνά το αίτιο αυτής της κατάστασης.
Τα νευρολογικά συμπτώματα συχνά οφείλονται στη μηχανική πίεση που ασκείται από το αιμάτωμα στους παρακείμενους ιστούς του εγκεφάλου και είναι δυνατόν να υποχωρήσουν εάν το αιμάτωμα αφαιρεθεί χειρουργικά ή απορροφηθεί.