目前对动脉硬化闭塞症的发病原因还不明了，可能是综合因素导致发病。
类代谢紊乱
应用高胆固醇和动物脂肪饮食给家兔等动物形成动脉粥样硬化斑，结果与人类相似，提出了脂类代谢与本病有关的看法，高脂血症如何侵犯血管壁。
血管紧张素和其他血管收缩剂实验表明，可能是通过血管收缩剂增加细胞收缩和细胞松解，使细胞裂隙加大，有利脂类进入。在人类高脂血症者有多少人发生了动脉粥样硬化还不清楚，但糖尿病者可见经常发生动脉硬化，而且起病较早。
同时高脂血症者未必都会患动脉粥样硬化症，这在近年的研究已得到证实，可能与高密度脂蛋白含量高，比例未见失调，或与载脂蛋白比例失调等有关。
血栓生成说
有人认为动脉粥样硬化斑系血凝块之误，并无脂质潴留在血管壁，
但此说虽难以证实，然而，可看到血栓形成，纤维蛋白堆积和纤维蛋白的溶解，在本病的发病中是起一定作用的。
动脉壁血供改变
正常的动脉血管营养来源有，①血管滋养管分支穿过外膜，但不进入内膜;②血管腔内营养物质直接供应内膜。当动脉一旦出现病变，则毛细血管形成并穿进内膜，与血管滋养管分支吻合，伸到血管腔内，若压力改变或支撑组织坏死，这些血管即破裂，引起内膜下小出血，其结果引起脂肪变性而导致动脉粥样硬化斑块。
动脉壁异常负载
高血压病人的动脉粥样硬化，其发生率比正常人高2-3倍，且血压的高、低与动脉硬化及组织学改变的程度成正比，
高压血流对动脉壁产生张力性机械性损伤，促使局部血栓形成，脂肪变性沉积物促进动脉粥样硬化形成。