Zaburzenie z jakiegokolwiek powodu dopływu krwi do mózgu ma zwykle dramatyczne konsekwencje: upośledzone zostają czynności ruchowe, percepcja, mowa i inne funkcje psychiczne, może dochodzić do utraty świadomości. Przerwanie dopływu krwi do mózgu jest przyczyną udaru mózgu, który występuje w dwóch głównych postaciach, obu zagrażających życiu.

Mniej więcej 3/4 wszystkich udarów powstaje wskutek zablokowania dopływu do mózgu krwi utlenionej. Są to tzw. udary zakrzepowe, wywołane przez zakrzep (stacjonarny skrzep krwi powstający w naczyniu) albo przez zator (skrzep przyniesiony z prądem krwi, który zaczopowuje naczynie). Ten typ udaru bywa często poprzedzany epizodami napadowego przemijającego niedokrwienia, które może być przyczyną nagłego osłabienia fizycznego, zaburzenia mowy, podwójnego widzenia lub zawrotów głowy. Przy takim napadzie szybko zostaje przywrócone krążenie i zaopatrzenie w życiowo ważny tlen, wobec czego nie dochodzi do uszkodzenia tkanki nerwowej. Jednak w każdym udarze przerwa w przepływie krwi trwa dostatecznie długo, by doprowadzić do obumarcia komórek mózgowych i powstania nieodwracalnego uszkodzenia neurologicznego.

Drugim rodzajem jest udar krwotoczny, czyli krwotok mózgowy. Dochodzi do niego wskutek pęknięcia tętniaka mózgowego lub gdy osłabione albo zapalnie zmienione naczynie krwionośne zacznie przeciekać. Wskutek wylewu krwi do mózgu następuje wzrost ciśnienia, co może spowodować obumarcie tkanki mózgowej bezpośrednio albo w następstwie przerwania dopływu krwi do uszkodzonego obszaru. Ten rodzaj udaru zazwyczaj związany jest z rozdzierającym bólem głowy i utratą świadomości. W przeciwieństwie do udarów zakrzepowych, które na ogół nie są śmiertelne, masywny krwotok mózgowy w 80% kończy się śmiercią.

Dzięki postępowi w leczeniu i większej świadomości niebezpieczeństwa nadciśnienia tętniczego ogólna umieralność z powodu udaru mózgu maleje. Niemniej udar mózgu pozostaje w niektórych krajach (np. w Stanach Zjednoczonych) trzecią z kolei przyczyną wszystkich zgonów, za chorobami serca i nowotworami. Jest to także główna przyczyna inwalidztwa i druga po chorobie Alzheimera przyczyna otępienia umysłowego.

Wyzdrowienie po udarze zależy od zakresu i lokalizacji uszkodzenia mózgu, jednak w znacznej większości przypadków udar pozostawia upośledzenie fizyczne i psychiczne. Osoba osłabiona po udarze jest także bardziej podatna na choroby zakaźne, np. zapalenie płuc. Ponadto częstym następstwem udaru bywa depresja, która nieleczona znacznie utrudnia powrót do zdrowia.