大脑对缺血、缺氧性损害十分敏感，全脑的血供完全中断6秒，即出现意识丧失，大脑细胞能耐受完全缺血、缺氧的时间通常在4～6分钟，超过这个时间范围，脑细胞会开始死亡，导致永久的、不可逆的脑损伤。
缺血、缺氧对脑组织的损伤有一定发展过程。0~4分钟，大脑缺氧在这一阶段可能还未引起永久性损伤，但神经功能可能开始受损；4~6分钟，脑细胞开始受损，可能出现不可逆的损伤；超过6分钟，随着缺氧时间的增长，脑损伤加重，可能导致严重的、广泛的脑功能损伤甚至死亡。
临床上常见的脑缺血缺氧情况为脑卒中发作，脑卒中的发作往往具有典型的特征，包括口角歪斜、一侧肢体偏瘫、言语不清、表达困难等。如果出现疑似脑卒中发作的症状，患者和家属应该毫不犹豫地以最快速度到达医院急诊就诊，不能采取保守观察。在脑卒中发病的早期及时诊断和治疗，能够显著降低致死率和致残率，改善患者预后。