主动脉瘤最常见的病因是高血压、动脉硬化，血管扩张超过一定限度，就会形成动脉瘤；主动脉壁先天发育有问题，主动脉壁慢慢发生扩张，也会形成动脉瘤；比较少见的病因包括感染、外伤及免疫系统疾病。不当医学操作，也会造成动脉损伤，发生动脉瘤。
正常动脉壁中层富有弹力纤维，随每次心搏进行舒缩而传送血液。中层受损，弹力纤维断裂，代之以纤维疤痕组织，动脉壁即失去弹性，不能耐受血流冲击，动脉在病变段逐渐膨大，形成动脉瘤。动脉内压力升高有助于形成动脉瘤。那么，主动脉瘤形成的主要原因有哪些？
动脉粥样硬化是最常见的原因。粥样斑块侵蚀主动脉壁，破坏中层成分，弹力纤维发生退行性变。管壁因粥样硬化而增厚，使滋养血管受压，发生营养障碍，或滋养血管破裂而在中层积血。多见于老年男性，男女之比为10∶1左右。部位主要在腹主动脉，尤其在肾动脉起源至髂部分叉之间。
感染，以梅毒为显著，常侵蚀胸主动脉。败血症、心内膜炎时的菌血症使病菌经血流到达主动脉，主动脉邻近的脓肿直接蔓延，或在粥样硬化性溃疡的基础上继发感染，都可形成细菌性动脉瘤。致病菌以链球菌、葡萄球菌和沙门氏菌属为主，较少见。
囊性中层坏死
为一种比较少见的病因未明的病变。主动脉中层弹力纤维断裂，代之以异染性酸性粘多糖。主要见于升主动脉瘤，男性较多见。遗传性疾病如马凡综合征、特纳（Turner）综合征、埃-当（Ehlers-Danlos）综合征等均可有囊性中层坏死。易致夹层动脉瘤。
外伤
贯通伤直接作用于受损处主动脉引起动脉瘤，可发生于任何部位。间接损伤时暴力常作用于不易移动的部位，如左锁骨下动脉起源处的远端或升主动脉根部，而不是易移动的部位，受力较多处易形成动脉瘤。先天性 以主动脉窦瘤为主，包括巨细胞性主动脉炎，白塞氏病，多发生大动脉炎等。