腦膿腫之所以發生壞死，主要與細菌感染以及顱內的一些特殊情況有關。首先，細菌感染性的病灶進入腦組織後會在局部迅速繁殖，從而使局部產生一定的壓力，內部的核心部位由於壓力的產生，以及細菌的作用發生缺血缺氧從而引起壞死，即中心部位的血液供應不足而引起壞死。

其次，由於細菌的入侵，自身的免疫防禦反應發揮作用，白細胞和炎症因子迅速進入膿腫部位，從而與細菌性栓子相互作用，局部就會由於炎性反應、免疫反應而發生一定壞死。最終膿腫的膿腔內部常是一些壞死組織，這些壞死組織由於缺乏血液供應，在磁共振增強掃描時沒有明顯強化，而膿腫周圍膿壁一般是有明顯的均勻強化。

正是膿腔內的壞死組織以及膿壁的均勻強化，再加上膿壁周圍的大面積水腫，這三大特徵是膿腫進行神經影像學檢查時非常有特徵性的表現，也是從影像學上來確診囊腫的重要依據之一。