Cuando una arteria que lleva sangre al cerebro se obstruye, se produce un accidente cerebrovascular isquémico. Las arterias pueden estar obstruidas por depósitos de grasa (ateromas o placas ateromatosas) debidos a ateroesclerosis. Las arterias del cuello, en particular las arterias carótidas internas, son un lugar frecuente de formación de ateromas.

Las arterias también pueden atascarse por un coágulo sanguíneo (trombo). Los coágulos de sangre se forman en un ateroma de una arteria y también en el corazón de las personas que sufren una enfermedad cardíaca. Parte de un coágulo se puede desprender y viajar a través del torrente sanguíneo (convertido en un émbolo). En este caso puede obstruir alguna de las arterias que irrigan el cerebro, como una de las arterias cerebrales.