Etiologi dan Patofisiologi Penyebabnya belum dapat diketahui. Pada  beberapa peneliti memungkinkan adanya sifat yang diturunkan . Dari laporan Fukui di Jepang, 10% pasien moyamoya memiliki riwayat keturunan dari keluarganya. Peneliti lainnya juga menemukan adanya gangguan spesifik pada kromosum penderita moyamoya. Penderita moyamoya sering dikaitkan juga dengan gangguan lain seperti antibodi tiroid yang meningkat, gangguan imunologis seperti tirotoksikosis, infeksi (TBC dan leptospirosis), gangguan darah seperti anemia aplastik, gangguan bawaan seperti sindrom Apert, sindrom Down, sindrom Marfan, sklerosis tuberous, sindrom Turner, penyakit von Recklinghausen, dan penyakit Hirschsprung, serta gangguan pembuluh darah. Gangguan-gangguan ini bukan penyebab, namun sering ditemukan bersamaan dengan penyakit moyamoya. Peneliti tengah menyelidiki hubungannya. Pada penyakit moyamoya, pembuluh darah menyempit disebabkan oleh penebalan dari dinding dalam pembuluh darah yang disebut tunika intima. Penebalan ini mungkin terdapat simpanan lemak. Dengan adanya penumpukan ini, pembuluh darah akan menyempit dan bahkan dapat tersumbat.