高血壓腦病發病機制複雜，至今尚不十分清楚，但一般認為可能與腦迴圈的自動調節功能失調有關。
在正常情况下，腦動脈系統有一套完善的自動調節能力，腦動脈口徑的大小不依賴於植物神經系統的調節，而直接由動脈壁的平滑肌對血管作出舒縮反應。當血壓升高時，腦小動脈收縮，腦內血液不至於過度充盈；血壓降低時，腦小動脈則因充盈度減輕而擴張，以保證施的血液供應不至减少，使腦血流能保持在穩定而波動幅度較小的範圍內。但這種調節能力是有一定限度的，當平均動脈壓超過上限21.3千帕（160毫米汞柱）或低於下限80～9.3千帕（60～70毫米汞柱）時，腦動脈的這種調節功能則可喪失。
當血壓超出腦動脈自動調節範圍時，腦小動脈不能依靠其自動調節能力發生收縮，而出現被動性或強制性擴張，於是腦血流量新增，腦被過度灌注而產生腦水腫，並導致毛細血管壁變性壞死，繼發斑點狀出血和小灶性梗塞。囙此認為，高血壓腦病的發生主要的不是腦小動脈痙攣性收縮，而是腦血流自動調節功能喪失所致的腦小動脈被動或強制性擴張，從而發生腦血流過度充盈而引起。
高血壓腦病，是一種非常危險的疾病，以腦部損害最為突出，必須及時搶救治療。梵谷血壓者有血壓急劇升高伴劇烈頭痛，甚至有意識和神志改變者，均應立即到醫院急救治療。迅速將血壓控制在安全範圍、防止或減輕腦組織水腫與損傷是治療的關鍵。此外在治療過程中應避免血壓下降過度而使腦、心、腎的血液灌注發生障礙。系統治療高血壓和原發病、避免過度勞累和精神刺激將有助於降低高血壓腦病的發生。病情穩定後應逐步向常規抗高血壓治療過渡並堅持長期、正規治療。
另外，在高血壓尤其是頑固性高血壓患者中注重繼發性高血壓的篩查，儘早診斷及治療；同時對於高血壓患者加强宣教，完善血壓的管理模式，提高高血壓的治療率、控制率，亦是高血壓腦病防治的關鍵。