动脉粥样硬化为主动脉动脉瘤最常见的病因，它可使主动脉壁变弱，使其扩张。高血压和吸烟与主动脉壁退行性变有关。创伤，动脉炎和真菌性动脉瘤为少见的原因。
1、动脉壁有三层组织，动脉的支撑力量是由中间肌肉层所提供的，而这层组织可能有先天性的缺陷。受影响的动脉中的正常血压会造成一种气球似的肿大，这种肿大叫做囊形动脉瘤。由于先天性缺陷所造成的动脉瘤几乎总是发生在脑基部的动脉中，由于其形状以及由于几个动脉瘤常会聚生在一起，所以它们又被称之为“浆果”动脉瘤。
2、不管是什么原因造成的发炎，都会使动脉壁变得薄弱。大多数的动脉发炎是由诸如结节性多动脉炎，或细菌性心内膜炎(见感染性心内膜炎)等疾病所造成。
3、部分动脉壁肌肉中层由于动脉粥样硬化或高血压等慢性疾病而缓慢恶化。由动脉粥样硬化所造成的动脉瘤很可能是一种香肠形的肿大，这种动脉瘤叫做梭形动脉瘤，它会沿着动脉的一小段发展出来。另外一种相似的肿大是由高血压所造成。另外一种相似的肿大是由高血压所造成。然而，动脉中的血压增高，会使动脉壁以许多不同的方式扩张。它甚至会胀破动脉壁的组织层，迫使血液进入组织层里去。这种疾病叫做夹层脉瘤。
3、动脉粥样硬化，动脉粥样硬化是动脉瘤形成的主要原因。首先，动脉粥样斑块及附壁血栓形成，势必造成滋养血管受压或营养弥散障碍，导致动脉内膜、中层坏死，管壁张力减弱而形成动脉瘤。
其次，硬化斑块脱落后，裸露的平滑肌细胞将激活胶原酶，使大量胶原蛋白降解，局部结构遭受破坏，管壁薄弱也利于动脉瘤的形成。
4、创伤，各种机械因素对动脉管壁的直接损伤可造成动脉瘤，以假性动脉瘤多见，即瘤壁没有完整的动脉结构，由动脉壁与周围纤维组织组成，瘤腔仍与原动脉管腔相通。偶尔，一些间接暴力如爆炸，虽然距动脉本身尚有一段距离，但因高压、高速力量的传递会给动脉造成严重挫伤，使动脉壁撕裂而引发动脉瘤，一般多在伤后几天或几周内发生，也有长期缓慢形成的。另外，长期反复的挫伤也可产生动脉瘤，如气锤工人的手腕部动脉瘤。近年来医源性动脉瘤的发生率不断增加，如血管移植后的吻合口动脉瘤，各种经动脉穿刺及插管的检查，动脉闭塞性疾病做内膜剥脱术等。
5、感染因素，常由锐性或钝性损伤所致。结核、细菌性心内膜炎或脓毒血症时，病菌可通过伤口入侵，进而侵袭动脉管壁，导致动脉壁薄弱形成感染性动脉瘤。