脑缺血、缺氧是构成围产儿脑损伤的主要原因，脑缺氧缺血性脑病早期脑组织可有脑水肿、脑组织坏死、颅内出血等。围产儿脑组织对缺氧缺血的敏感性除与妊娠时间长短有关外，还与脑局部解剖结构与生理特点有关，如大脑白质发育不良多发生在妊娠前6个月，病变主要是在大脑的颞极前缘处，冠状切面上此处为大脑侧脑室的前角端，正常新生儿此切面的灰质与白质比例约8:7。在白质发育不良时，此比例可少于4:1。此外还可见两大脑半球外观呈球形，额叶比正常小，脑室相对扩张，桥脑与延髓椎体变细小。

　　未成熟儿经常发生室管膜下出血，是由于在未成熟儿的局部解剖、生理特点，加之缺血缺氧、血压和血流量变动，致使已损伤的毛细血管发生破裂出血。部位多在尾状核头部、尾状丘脑沟、侧脑室颞角顶及枕角的外侧壁上可见灶性出血，严重者可形成小血肿，少数部位在第3、4脑室周围和脊髓中央管周围。病情严重者发生脑室内出血，也是未成熟儿最常见的病变，据统计80％以上来自室管膜下出血。当出血量多不能完全被吸收时则机化，特别是发生在第4脑室的血块机化或蛛网膜下腔机化粘连，均可引起急慢性脑积水。

　　脑室周围白质软化也占一定比例，患儿多伴宫内发育迟滞、低血糖或先天性心脏病，其病变大多发生在闹事周围的深部白质，尤其多见于侧脑室前角(额叶)附近白质和后角附近白质，严重者室管膜也可破坏，特别是在侧脑室枕角壁处，以后局部形成胶质瘢痕或形成囊腔。

　　因分娩过程中机械性损伤与脑瘫关系较密切的主要是硬膜下血肿及脑缺血性梗死。硬膜下血肿多发生在大脑半球背外侧。面先露难产、颅骨重叠、产程过长等均易发生大脑缺血性坏死。

　　当高胆红素血症时，胆红素通过血脑屏障可损害脑基底核、海马、视丘下核、齿状核等被染成黄色或深黄色，神经细胞可有不同程度的变性，神经元大量丢失和神经胶质细胞增生替代。各种先天性感染，如先天性风疹病毒感染、先天性弓形虫感染、巨细胞病毒感染、先天性单纯疱疹病毒感染等，中枢神经系统是最常受侵害。