高血压被认为是脑卒中最主要的危险因素，无论是收缩压或舒张压高，发生脑血管病的危险性都非常大。长期的高血压负荷可使全身小动脉痉挛，血管壁发生玻璃样变性和纤维化(即通常说的脑血管硬化)，管腔狭窄呈不可逆性病变。脑部小动脉也可发生从痉挛到硬化的一系列改变。但脑血管壁本身薄弱，发生硬化后更脆弱，加之长期高血压导致小血管微动脉瘤形成。在情绪激动或紧张时，血管腔内压力突然波动，微动脉瘤或脆弱的血管壁破裂出血。高血压促进大中动脉粥样硬化及小动脉硬化，小动脉硬化有利于血栓形成，颅内外动脉粥样硬化斑块脱落可造成脑栓塞。而梗塞后脑组织软化又可破坏病灶周围血管继发梗塞后出血。
