脑水肿的发病机理非常复杂，相关因素很多，血脑屏障、微循环障碍、脑缺血与缺氧，脑内自由基增加，血栓素A2及前列环素的变化，神经递质与神经肽类的变化。神经细胞钙超载等均可影响脑水肿的发生与发展。

　　1、血脑屏障机能障碍，血脑屏障对脑水肿的关系最大。血脑屏障为脑的毛细血管腔与脑实质之间的屏障，由脑毛细血管内皮细胞、基底膜及星形细胞的血管板层构成。血脑脊液屏障主要是脉络丛上皮和内皮细胞之间的闭锁小带，脑脊液与脑实质之间也存在屏障，由脑室的室管膜上皮和覆盖脑表面的软膜胶质瘤膜组成。因此脑与血液间的物质交换必须通过这层血脑屏障。水能自由通过血脑屏障和血脑脊液屏障，电解质通过血脑屏障及血脑脊液屏障的能力与它们的脂溶性相关，脂溶性的物质容易通过，但葡萄糖也能通过。脑损伤、脑瘤、炎症时，血脑屏障破坏，使血浆大分子物质能够由血管腔内通透到脑细胞间隙，因此，认为血脑屏障的功能与结构损害是血管性脑水肿的病理基础。

　　2、脑微循环障碍 脑的血流量与微循环正常与否，对维持脑的正常生理运转有极其重要的关系，脑的血流量受全身血压的影响，随脑动、静脉的压力差变化而异。脑血管本身有内在的及中枢调节功能，使脑血流量在一定范围内保持稳定。颅脑外伤、脑瘤、炎症等病变时，脑血管发生痉挛或麻痹，微循环机能障碍，其静脉压增高，脑充血、脑缺氧，导致发生脑代谢紊乱、脑水肿。所以脑微循环障碍在脑水肿的发生过程中，是一个重要的因素。

　　3、脑细胞代谢障碍 脑内神经细胞是构成神经系统的结构和功能单位，包括胞体和突起两部分。脑细胞细微结构维持着脑细胞的正常代谢与功能。脑细胞代谢中，葡萄糖代谢是最主要的方面。正常时有氧代谢方式进行，脑缺氧时，细胞代谢中葡萄糖代谢变为无氧方式进行，分解为乳酸、丙酮酸等，也释放能量。但是由于ATP减少，仅为正常有氧代谢的5%。致使细胞本身及细胞膜的功能受损，钠泵、钙泵等离子泵运转失常，不能将细胞内多于的钠离子排出，氯离子由胞外进入胞内结合为氯化钠，使细胞内渗透压增高。水由细胞外进入细胞内，以维持细胞内外渗透压平衡，形成细胞内水肿。而细胞内酸性物质的产生又使细胞膜通透性增加，加重细胞水肿。

　　4、自由基 脑组织内自由基，氧自由基是一类具有高度化学活性的含氧基团，主要由超氧阴离子和氢氧自由基。脑损伤时，氧自由基在脑内大量增加，脑出血、脑缺血再灌注时，自由基也大量增加，自由基使细胞膜系统损害，血脑屏障损害，引起脑水肿。

　　5、神经细胞钙超载 近年来，一些研究提示神经细胞膜钙超载的改变，神经细胞内钙超载是引起脑水肿的先行重要因素。钙是维持神经细胞正常功能的重要因素，在中枢神经细胞信息传递、神经递质的合成与释放和神经细胞轴浆运转，血脑屏障的功能等方面具有极其重要的作用。细胞膜钙通道异常开放，则细胞外钙离子进入细胞内，发生神经细胞内钙超载，产生损害作用。钙超载的不利影响很广：可以激活ATP酶、蛋白酶、磷脂酶，使ATP、细胞蛋白质、脂质分解代谢增加，损害细胞骨架系统和膜系统，影响神经细胞内的快反应基因的表达和调控，影响细胞DNA，使细胞严重损害。还可使脑血管痉挛和脑毛细胞血管通透性发生改变。因此钙通道开放与神经细胞钙超载已被视为引起脑水肿的关键环节之一。

　　6、颅内静脉压升高及其他等。