Esistono cause diverse che possono portare ad edema cerebrale; la velocità con cui l'edema si forma è dipendente dalla causa che lo provoca. Le lesioni che alterano la continuità della barriera ematoencefalica sono tipiche dell'edema vasogenico e possono provocare un rapido rigonfiamento del tessuto cerebrale. Le lesioni del metabolismo della barriera emato-encefalica configurano un quadro di edema citotossico e sono in buona misura imputabili ad un alterato funzionamento delle pompe sodio-potassio in seguito al ridotto apporto di ossigeno e glucosio. 