动脉血栓形成机制比较复杂，以下肢动脉血栓为例，其形成常见于三种情况：
1、动脉粥样硬化诱发的血栓。当下肢动脉有硬化斑块形成时，如果不稳定性斑块发生内膜暴露、胶原蛋白暴露，会激活血小板，使其凝结，诱发栓子。随着血栓蔓延，肢体供血中断，可出现肢体疼痛、脉搏减弱或消失、肢体苍白、发凉等。此外，不良饮食习惯、吸烟、酗酒等不良生活习惯，均可增加动脉粥样硬化和动脉血栓形成的风险。
2、血管炎性疾病诱发动脉血栓形成。动脉血栓的发生有时还与自身免疫有关，比如血栓闭塞性脉管炎、贝赫切特病以及蛋白C或蛋白S的缺乏、系统性红斑狼疮等都可能导致血管内膜发生炎症，进而激活血小板凝聚、纤维蛋白原，形成动脉血栓。
3、其他部位的栓子随血流到达下肢动脉。当心脏瓣膜附壁的血栓脱落后，可随着左心室的泵血通过主动脉弓、髂动脉，到达股浅、股深动脉。由于此处血管的管径比较窄，所以容易卡到末梢的动脉血管中，造成肢体远端血管的急性缺血。
