(一)发病原因
颅底骨折可造成颈内动脉海绵窦段或其分支损伤，或火器伤，锐器伤直接伤及动脉，或外伤时窦内段颈内动脉壁受到剧烈动荡血流的冲出而破裂，上述诸因素也可造成动脉壁的点状出血或局限性损伤，以后因血压的剧烈波动造成海绵窦段破裂。
(二)发病机制
由于颈内动脉海绵窦段被其出入口处的硬脑膜牢牢固定，故当骨折线横过颅中窝或穿行至鞍旁时，即可撕破该段动脉或其分支，有时亦可因骨折碎片，穿透伤或飞射物直接损伤而造成，受损的动脉或当即破裂或延迟破裂，故伤后至动，静脉瘘症状出现的时间不一，急性者立刻出现，迟发者数天，数周不等，常有无症状的间歇期而后发病。
颈内动脉一旦破入海绵窦内，不仅因受损动脉的血液直接流入静脉系统形成短路循环，引起所有汇入海绵窦的静脉怒张，而且由于瘘口的盗血，使颈内动脉所属各支血液逆流，造成有关的脑域缺血，严重时可出现脑功能损害和颅内压增高，甚至因动静脉瘘大量分流而致代偿性心脏扩大，有时出血经颅底骨折缝流入蝶窦，可引起致命的大量鼻出血，若出血进入蛛网膜下腔，则将导致急性颅内高压，终因脑疝而死亡。
