颅内动脉瘤的病理改变主要有：在脑血管中膜和外膜缺乏弹力纤维，中层肌肉少，外膜薄，内弹力层更加发达。而且脑的大血管在蛛网膜下腔内支撑的结缔组织少，均可促使动脉瘤的形成。动脉瘤区域发生在载瘤动脉的弯曲处，在它和主要分支的夹角间，并指向载瘤动脉本该延续而实际不存在的弯曲处。颅内动脉瘤其发生、发展是一个多因素参与的过程，血管壁先天性的发育缺陷、血流对血管壁的冲击、血管壁的粥样硬化、炎性反应、基质金属蛋白酶的过度表达，均参与了动脉瘤的形成。据此可以推测，在众多因素的共同作用下，氧自由基也可能作为颅内动脉瘤发生、发展过程中的一个环节，参与并介导了颅内动脉瘤的发展。