腦動靜脈畸形(cerebral arteriovenous malformations)最常發生在兩個部位：即大腦大靜脈(又名Galen大靜脈)及大腦半球靜脈，大腦大靜脈位于胼胝體壓部的下后方，由左右大腦內靜脈匯合而成，它是一條短粗，壁薄且較脆弱的靜脈主干，走行方向由前到后，最終注入下矢狀竇，續入直竇，大腦大靜脈的動靜脈畸形是指大腦后動脈或小腦上動脈與大腦大靜脈發生了靜脈瘺，使動脈血直接流入靜脈血中，因而產生一系列癥狀，大腦半球大靜脈畸形多數位于腦皮質下，其發生的部位以大腦中動脈所供應的區域為多，其他的部位如基底神經節，腦干和小腦也受累，腦血管畸形還包括毛細血管擴張癥，海綿狀血管瘤等。
(二)發病機制
1.囊性動脈瘤 由于血管壁中層結構薄弱，逐漸擴張，引起囊性腫物，其好發部位為顱底動脈環前部，尤其在血管分支處，其大小不等，當它的直徑已達到6～15mm時，常在動脈瘤的基底部發生破裂，破裂后可致蛛網膜下腔大量出血，也可引起硬膜下，腦實質或腦室腔的出血，在局部可形成血腫，壓迫腦組織，并可與主動脈縮窄或先天性多囊腎同時存在。
2.動靜脈畸形 又稱先天性動靜脈瘺，在顱內可以單發，也可以多發，動靜脈畸形主要是由于動脈與靜脈系統間的毛細血管發育欠缺，動靜脈間直接形成短路，以致病變供應區的動脈極度擴大，甚至形成動脈瘤樣畸形;而病變周圍的靜脈回流不暢，擴張淤血，在血管內壓力影響下，畸形部分逐漸擴大，終至壓迫附近腦組織，導致腦萎縮，且易引起出血。