Nhiều bệnh tim có thể tăng nguy cơ đột quỵ thiếu máu não như: rung nhĩ, viêm màng trong tim, hẹp van hai lá, nhồi máu cơ tim diện rộng, phình thành thất trái, bệnh cơ tim, can xi hoá vòng van hai lá, thông liên nhĩ, phình thành nhĩ trái. Một số nghiên cứu gần đây nhận thấy rằng, những rối loạn nhịp tim khác như nhịp nhanh kịch phát trên thất cũng làm tăng nguy cơ đột quỵ thiếu máu não. Trong các yếu tố trên, rung nhĩ là nguy cơ quan trọng nhất và là yếu tố có thể điều trị dự phòng đột quỵ thiếu máu não được.