Гипертонические церебральные кризы возникают вследствие дисфункции гипоталамо-ретикулярного комплекса и нарушения регуляции тонуса мозговых сосудов на фоне резкого повышения уровня артериального давления. Их появление сопровождается регионарной гиперемией мозга (гиперперфузии мозга под повышенным давлением), изменением проницаемости сосудов, выходом белка и воды из сосудистого русла, диапедезными микрогеморрагиями, отёком мозга и вторичным сдавлением сосудов отечной жидкостью. Результатом этих изменений будет уменьшение мозгового кровотока. Гипертонические кризы, при которых значительно выражен отёк мозга, носят название острой гипертонической энцефалопатии. 
Клинически гипертонические церебральные кризы проявляются общемозговой (тошнота, рвота, головокружение, угнетение сознания) и очаговой неврологической симптоматикой.