腦水腫分為血管源性腦水腫、細胞性水腫、滲透壓性水腫和腦積水性腦水腫。
1、血管源性腦水腫 主因因血腦屏障受損、破壞，致毛細血管通透性增加，水分滲出增多，積存于血管周圍及細胞間質所致。此時，由于一些蛋白物質隨水分經血管壁通透到細胞外液中，使細胞外液滲透壓升高，水分由血管壁滲出增多，致使腦水腫繼續發展，腦外傷所導致的外傷性腦水腫早期主要為血管源性腦水腫。
2、細胞性腦水腫 細胞性腦水腫是不同的致病因素，使細胞內外環境改變，腦組織缺氧，影響神經細胞代謝，細胞膜系統功能障礙，線粒體三磷酸腺苷生成減少，神經細胞膜的鈉-鉀泵、鈣-鎂泵等活性降低，使神經細胞內外的鈉、鉀鈣等離子交換障礙。這些因素均可導致細胞內水腫。此類水腫時，血腦屏障可不受影響，血管周圍間隙及細胞外間隙無明顯擴大，細胞內水腫液不含蛋白，鈉、氯離子水平增高。細胞性水腫常見于中毒、重度低溫、腦缺血與缺氧等。
3、滲透性腦水腫 滲透性腦水腫是由于細胞內、外液及血液中電解質與滲透壓改變引起的細胞內水腫。正常情況下，細胞內、外電解質和滲透壓保持平衡和穩定狀態，這種適合于正常生理條件，受下丘腦與垂體功能調節和制約。在病理狀態下，如腦損傷影響于下丘腦下部-垂體軸功能，促腎上腺皮質激素分泌減少、抗利尿激素釋放增多，則血液滲透壓降低，引起滲透性腦水腫。
4、腦積水性腦水腫 又稱間質性腦水腫，常見于梗阻性腦積水。不同病因引起梗阻性腦積水，使腦室系統擴大，尤以側腦室擴大為甚，致使腦室內壓力顯著高于腦組織內的壓力。產生腦室內-腦組織內壓力梯度，這種壓力梯度的顯著差別，使腦室內液體可以透過腦室室管膜到腦室周圍腦組織中，形成腦室周圍白質腦水腫。