動脈の粥状硬化の部分や血管分岐部、動脈瘤付近に血栓が形成され、その部位で血流を遮断するか、あるいはそのような血栓が剥がれて、より遠位部の血管を塞ぐことにより生じる脳梗塞を脳血栓症と呼ぶ。また、非細菌性血栓性心内膜炎(non-bacterial thrombotic endocarditis)では、心内膜炎による血栓が心内で形成されたり、心房細動による血流の停滞が血栓形成を促進し栓子となる場合も多い。