顱骨骨折的發生是因為暴力作用于頭顱所產生的反作用力的結果，如果透露隨暴力作用的方向移動，沒有形成反作用力，則不致引起骨折。由于顱骨抗牽拉強度恒小于抗壓縮強度，故當暴力作用時，總是承受牽張力的部分先破裂。如果打擊面積小，多以顱骨局部形變為主；如果著力面積大，可引起顱骨整體變形，常伴發廣泛腦損傷。
顱骨局部形變
顱蓋受打擊后，著力部分先發生凹陷。若暴力速度快，作用面積小，未超過顱骨彈性范圍，則顱骨隨即回彈；如果超過彈性范圍，則著力中心區向顱腔錐形陷入， 引起先內后外的骨質破裂。若破裂止于內板，則為單純內板骨折，后期可有慢性頭痛；若外板也折裂，則形成局部凹陷及外周環狀及線形骨折。若致傷暴力作用仍未 耗盡，可使骨折片陷入顱腔，形成粉碎凹陷性或洞形骨折。
顱骨整體變形
顱骨可簡化為半球模型，顱蓋為半球面，顱底為底面。受到壓力后，可使顱骨整體變形。暴力方向橫向作用時，骨折常垂直于矢狀線，折向顳部和顱底；暴力是前 后方向，骨折線常平行于矢狀線，向前至顱前窩，向后可達枕骨，嚴重可引起矢狀縫分離性骨折。此外，當暴力垂直作用于身體中軸時，可沿脊柱傳至顱底，輕者造 成顱底線形骨折，重者可致危及生命的顱基底環形骨折，陷入顱內。
顱骨骨折的規律性
暴力作用的方向、速度和著力面積等致傷因素對顱骨骨折影響較大，概括如下：暴力作用的力軸及其主要分力方向多與骨折線延伸方向一致，但遇到增厚的顱骨拱 梁結構時，常折向骨質薄弱的部分。暴力作用面積小而速度快時，常形成洞形骨折，骨片陷入顱腔。若打擊面積大而速度快時，多引起局部粉碎凹陷骨折；若作用點 面積較小而速度較緩時，則常引起通過著力點的線狀骨折；若作用點面積大而速度較緩時，可致粉碎骨折或多發線形骨折。垂直于顱蓋的打擊易引起局部凹陷或粉碎 骨折；斜行打擊多致線形骨折，并向作用力軸的方向延伸；往往折向顱底；枕部著力的損傷常致枕骨骨折或伸延至顳部及顱中窩的骨折。