动脉交叉部管腔突然变狭，加上解剖形成鞍状，因此栓子几乎发生在动脉分叉部和分支开口处。如果病人以前有动脉硬化性病变引起狭窄，栓塞多在狭窄病变部位。Fogarty等报道了338例动脉栓塞，腹主动脉末端、髂动脉、股动脉和腘动脉是最常见的栓塞部，共302例。
栓塞发生后，动脉腔可部份或完全阻塞，引起下列病理生理变化：
①动脉痉挛
栓塞刺激动脉壁神经，通过交感神经血管舒缩中枢反射引起病变部位远端血管及邻近侧支动脉强烈痉挛。血栓内大量凝集的血小板释放出组织胺与5-羟色胺物质，这些物质会加重动脉痉挛。痉挛程度愈剧，缺血愈严重，发生坏疽的机会也愈大。
②继发性血栓形成
形成痉挛使动脉本身滋养血管也可发生痉挛造成动脉壁血代障碍，血管内皮细胞受损，内弹力层增厚、断裂、都是造成继发性血栓形成的重要因素。栓塞远段动脉内压下降，造成血流缓慢、管腔萎瘪、以及血栓收缩时放出凝血物质、以及红细胞、白细胞、血小板释放的二磷酸腺苷都能加速血液凝固。肌肉和神经组织产生少量前列素E，能抑制胶原纤维、凝血酶原、肾上腺素及二磷腺苷等有诱发血小板凝集的作用。当动脉栓塞后，栓塞邻近组织的缺血、前列腺素产生量减少，可造成上述物质的增多，从而加速血栓的繁衍。