脑动静脉畸形是一个先天性的疾病，是在胚胎发育过程中，由于血管内膜的分化、发育出现异常，而导致动静脉之间产生了直接的窦道，而动静脉直接相通形成一种短路而不经过毛细血管。在正常的动静脉之间是通过毛细血管来连接，血液通过毛细血管时候和组织间隙的组织间液产生一些交换（进行养料和废物的交换）。但是动静脉畸形的病人由于动静脉之间不存在这个毛细血管这一个过程，而产生直接的窦道相通，从而导致了大量的动脉血流入静脉，而导致静脉的逐渐扩大变粗，甚至扭曲，逐渐发展导致动静脉管腔大小不等、扭曲扩张的形成了一种畸形的动脉团。手术可以看到鲜红的动脉血能流到静脉内，是静脉呈鲜红色搏动，叫做静脉的动脉化，由于静脉的血管壁很薄，在这个动脉血冲入以后，血管内压力很高，所以导致病变内出现反复的出血，导致邻近的脑组织可以出现小的出血性梗塞或者软化。当这病变缺乏支撑的时候，也可以出现较大的出血而导致脑组织的严重损伤，从而导致病人残疾或者死亡。
