短暫性腦缺血發作的主要病因有微栓塞、血流動力學改變以及血液成分改變等。

1.微栓塞

大動脈如果出現動脈粥樣硬化斑塊破裂后，導致栓子脫落，亦或是心源性的微栓子脫落，可能會隨血流進腦部后導致血管阻塞引發癥狀，因為微栓子可能會崩解，即血流可以得到恢復，所以癥狀一般持續時間比較短。

2.血流動力學改變

如果患者出現頸部以及顱內動脈狹窄，出現血壓偏低時，可能會減少狹窄部位遠端的血管血流，就會導致短暫性腦缺血。

3.血液成分改變

血液的成分可能會淤積在腦內微血管以及阻塞微血管，可能會導致短暫性腦缺血的發生。