短暂脑缺血发作按其主要发病原理可区分为以下3大类：
（一）大动脉低血流短暂脑缺血发作常见原因为颈内动脉起始部或虹吸部由于动脉粥样硬化严重狭窄或堵塞，其供应脑组织的血流降低，平时通过侧枝循环等代偿仍能保持有效的脑灌流。当这种代偿因血压、心输出量、脑灌流压、血粘度、血管壁顺应性、血小板聚集性等因素的变动而突然丧失时，局部脑灌流进一步降低而发病。这类短暂脑缺血发作常反复、刻板发作，每次时间几分至几个小时。
（二）栓子性短暂脑缺血发作可为来自颅外或颅底大动脉管壁粥样硬化病损处脱落的微栓子，也可能为心源性栓子。
（三）小穿通动脉短暂脑缺血发作为自供脑大动脉发出的深穿通枝管壁脂肪透明样变性或其始端粥样瘤变而造成。