房颤形成血栓的原因主要是房颤发作时心房失去了有效的收缩，变成没有规则的颤动，就会使血液在心房里面容易形成湍流和涡流，使血液容易凝固变成血栓而附着在心房内壁上。由于左心耳的特殊解剖特点，导致血栓最容易在左心耳形成。
房颤的血栓有可能会脱落，从而随着循环血液的流动进入到外周动脉系统。如果栓塞了外周动脉系统的动脉血管，就会导致血管突然闭塞。由于脑血管系统跟主动脉血流方向相同，因此血栓最容易循着血液流动进入到颅内的动脉引起脑栓塞。
房颤的患者要长期服用抗凝的药物，预防在心房内形成血栓，从而降低外周动脉栓塞，尤其是脑栓塞的发生率。