持續慢性高血壓，在血流側壓力與各種血管活性物質作用下，小動脈壁發生結構性代償，平滑肌肥大增生、玻璃樣變，膠原、蛋白和聚糖等結締組織成分增加，管壁增厚，稱為高血壓小動脈硬化，血管壁耐受高血壓能力增強，但調節血流的舒縮功能減低，血壓降低時可引起腔隙性梗死。由於長期高血壓，可在小動脈和微動脈平滑肌發生玻璃樣變或動脈壁變薄部位形成微動脈瘤，血壓急驟增高時，此動脈瘤破裂為導致自發性”腦出血”的主要原因。長期腦小動脈硬化可引起皮質下白質局灶性缺血軟化，CT或MRI表現白質疏松，如有明顯”癡呆”症狀，稱為Binswanger皮質下腦病（Binswangersubcorticalencephalopathy）。
在長期高血壓作用下，肌性動脈中膜平滑肌也經歷小動脈平滑肌由功能代償至結構代償的過程，管壁硬化、增厚和管腔變窄，為維持原血流量，流速加快可導致血管內皮細胞損傷。內皮細胞是血流動力學效應的關鍵性媒介體，內皮受損使血管舒縮功能破壞，啟動止血凝血過程，血脂蛋白滲入，內膜增厚，粥樣硬化斑塊形成，血管腔進一步變窄。在血流動力學作用下，粥樣硬化斑塊發生破裂、潰瘍和”出血”，誘發血栓形成，引起動脈閉塞及”腦梗死”。可見，長期高血壓是腦”動脈粥樣硬化”最重要的成因。
”高脂血症”與腦動脈粥樣硬化關系密切，已證明血清”膽固醇”（TC）>3.9mmol/L（150mg/dl）可發生動脈粥樣硬化，高脂血症是腦動脈粥樣硬化的重要促進因素。頸動脈粥樣硬化斑塊發生變性、潰瘍、斷裂和出血常可誘發血栓形成，使已狹窄的動脈腔血流顯著減少，可突然閉塞，導致血栓性腦梗死，脫落的小栓子堵塞於遠端小動脈，可引起突發的和不可預測的TCIA或血栓栓塞性卒中。
