Een CVA treedt meestal op in het middelste hersenslagader. De oorzaak is meestal een herseninfarct (afsluiting van een bloedvat) Een herseninfarct ontstaat door een stolsel dat in de hersenslagader vast blijft zitten. Dit heet trombose(dicht slibben van de ader).  Een herseninfarct kan ook komen door een stolsel dat ergens anders in het lichaam ontstaat en in de hersenslagader blijft steken. Dit heet een hersenembolie. 

Een andere oorzaak van een CVA is een hersenbloeding. Een hersenbloeding is het gevolg van een lek in een hersenbloedvaat. Dit komt vaak voor bij mensen met een hoge bloeddruk. Hierdoor ontstaat er een zwakke plek in het bloedvat. Door een CVA sterven de hersencellen hierom  heen af.