一、發病原因
急性硬膜外血腫的常見原因是顱骨骨折致腦膜中動脈或其分支撕裂出血，于顱骨內板和硬膜之間形成血腫，典型的急性硬腦膜外血腫常見于青壯年男性顱骨線形骨折病人，以額顳部及顳頂部最為常見。
二、發病機制
腦膜中動脈經顱中窩底的棘孔進入顱內，沿腦膜中動脈溝走行，在翼點處分為前后兩支，翼點處顱骨較薄，發生骨折時腦膜中動脈及其分支均可被撕裂，其主干出血形成血腫以額部為主，前支出血形成血腫多位于額部或額頂部，后支出血血腫多位于顳頂或顳部。腦膜中動脈出血兇猛，血腫可迅速增大，數小時內產生腦疝，特急性硬膜外血腫多見于此處出血者。前額部外傷或顱前窩骨折，可損傷篩前動脈及其分支(腦膜前動脈)，于額極部或額底部形成硬膜外血腫，此處血腫形成較慢且臨床少見，易于漏診。有時骨折損傷與腦膜中動脈伴行的腦膜中靜脈，因出血緩慢，血腫多為亞急性或慢性，臨床少見。矢狀竇、橫竇可因相應部位骨折使其撕裂出血造成矢狀竇旁血腫、顱后窩血腫或騎跨靜脈竇的硬膜外血腫。板障靜脈或穿通顱骨的導血管因骨折引起出血，可于硬膜外間隙形成血腫，臨床可以遇見，但較靜脈竇出血所致血腫形成更為緩慢。有時頭部外傷后，并無骨折，但外力可使硬膜與顱骨分離，致微小血管撕裂形成硬膜外血腫，多位于外傷著力點處，形成緩慢且血腫較小。急性硬腦膜外血腫在枕部較少，因該處硬膜與枕骨貼附較緊，且常屬靜脈性出血。據研究，血腫要將硬膜自顱骨上剝離，至少需要35g的力量。但有時，由于骨折線穿越上矢狀竇或橫竇，亦可引起騎跨于竇上的巨大硬膜外血腫，這類血腫的不斷擴張，多為硬腦膜與骨內板剝離后，因新的再出血所致，而非僅由靜脈壓造成繼續出血。
血腫的大小與病情的輕重關系密切，愈大愈重。不過出血速度更為突出，往往小而急的血腫早期即出現腦壓迫癥狀，而出血慢的血腫，則于數天甚至數周，始表現出顱內壓增高。位于半球凸面的急性血腫，常向內向下推壓腦組織，使顳葉內側的海馬及鉤回突向小腦幕切跡緣以下，壓迫大腦腳、動眼神經、大腦后動脈，并影響腦橋靜脈及巖上竇的回流，稱為小腦幕切跡疝。為時較久的硬膜外血腫，一般于6～9天即有機化現象，由硬膜長入纖維細胞并有薄層肉芽包裹且與硬膜及顱骨粘連。小血腫可以完全機化，大血腫則囊性變內貯褐色血性液體。
