按照主要的病理、生理学类型会将脑梗死分成3类，包括脑血栓形成、脑栓塞以及血流动力学机制所导致的脑梗死。
1、脑血栓形成，最常见的病因是动脉粥样硬化，是伴有高血压、糖尿病、高血脂等导致的动脉粥样硬化，最终会导致脑血栓形成。另外是动脉炎，比如结缔组织病、细菌、病毒等感染导致动脉炎症，然后使动脉狭窄，最终形成脑血栓形成。其他少见的原因，比如药源性、血液系统疾病，包括红细胞增多症，还些高凝状态、烟雾病、脑淀粉样血管病等，最终都可能会引起脑血栓形成。
2、脑栓塞，脑栓塞最常见的是心源性栓塞，占到脑栓塞的60%-75%，甚至更多。最常见的是心房颤动，房颤病人会出现脑栓塞。心脏瓣膜病、心肌梗死以及很少见的心房黏液瘤、二尖瓣脱垂等也会形成栓子，然后栓到脑血管。非心源性栓塞，比如大动脉上的小栓子脱落后栓到脑血管。还有少见的脂肪栓塞、空气栓塞，以及肿瘤病人的癌栓都会引起脑栓塞。
3、血流动力学机制所导致的脑梗死，这部分脑梗死占急性脑梗死的10%-20%，由于近端大血管严重狭窄，在一般情况下可以保证脑灌注。如果这时出现血压下降，比如服用降压药过量或者夏天时出汗过多等导致血压下降，引起局部脑组织灌注不足就会出现脑缺血性坏死，也叫脑梗死。
