动脉血管瘤形成的原因是动脉管壁出现先天性畸形，平滑肌和纤维成分比正常动脉壁减少，在血流持续冲击下，就会形成动脉血管瘤。还有可能是因为动脉粥样硬化，所导致管壁处于病理性状态，在动脉血流高压作用下也会导致血管瘤，血管出现溃疡，形成向外突起的血管瘤。
此外，可能血管直接进入到内膜层和中膜层之间，形成壁间血肿，导致血管瘤发生。也有可能会出现进入动脉壁血液，从另一个破口出来，形成动脉夹层血管瘤。