颅内海绵窦段的颈内动脉本身或其在海绵窦段内的分支破裂，与海绵窦之间形成异常的动、静脉沟通，导致海绵窦内的压力增高。
复杂的病因因外伤引起者占75%以上，如颅底骨折撕裂、骨片刺破、异物穿通伤、火器伤;其他因素可发生自发性CCF，如动脉瘤破裂、动脉炎、动脉粥样硬化、妊娠期间自发性CCF。
不同的病因会导致治疗过程和效果的不同，如脑外伤颅底骨折引起者，容易造成球囊破裂，使栓塞失败或增加治疗难度，解决的办法如下：(1)准确地判断瘘口的位置;(2)充盈球囊时不要用力过猛;(3)球囊充盈造影剂不要过量;(4)采用多枚球囊治疗。
自发性的CCF，瘘口往往不止1个，称为复杂性CCF，有的颈外动脉也会参与，有的累及双侧颈内动脉，这样会给治疗带来难度，解决的办法如下：(1)造影要全面，以防遗漏;(2)先选择压颈试验症状减轻明显的一侧进行治疗，效果满意并保持该侧颈内动脉通畅后再行对侧治疗;(3)先填塞离瘘口较远的海绵窦空间，必要时微弹簧圈辅助，这样会避免遗漏瘘口;(4)采用多球囊栓塞。