本病常继发于全身其他部位的结核病，儿童多见于支气管淋巴结核，成人多见于肺结核、骨结核或泌尿系统结核。结核分枝杆菌经血液播散到脑内，形成局限性病灶发展成为脑结核瘤，也可先引起结核性脑膜炎，炎症控制后残留发展成为结核瘤。结核瘤在脑内常位于血运丰富的皮质内，呈灰黄色，表面结节状和较硬的肿块。显微镜下，结核结节是由典型的类上皮细胞和朗汉斯巨细胞组成，并可见到散在的干酪样坏死，值得注意的是常有不同程度的星形细胞增生，故活检时切勿误诊为星形细胞瘤。酸性染色可找到结核分枝杆菌。
结核瘤本身具有占位性，而且引起瘤周围脑组织水肿，使脑体积增大，出现颅内压增高症状和脑的病灶症状，颇似颅内肿瘤。脑结核瘤可单发也可以多发。后者常是结核病全身播散在脑部的表现。