I de aller fleste tilfellene skyldes hjerneslag en blodpropp, det vil si at en blodåre i hjernen tettes igjen av en levret blodklump. I 10-15 prosent av tilfellene skyldes det en blødning i hjernen, det vil si at en blodåre i hjernen sprekker.
Disse hendelsene fører til at deler av hjernen får for lite eller ingen tilførsel av oksygen, noe som gjør at hjerneceller dør. De vanligste konsekvensene av hjerneslag er halvsidig lammelse i ansiktet, arm eller bein, og/eller talevansker.