El nervio facial (par craneal VII) es responsable de controlar el movimiento de la cara. El espasmo hemifacial es un síndrome de contracciones y espasmos musculares faciales recurrentes que pueden ocurrir cuando el nervio facial es irritado o comprimido por un vaso sanguíneo que recorre el tallo cerebral
La compresión del nervio facial ocurre con mayor frecuencia directamente a nivel del tallo cerebral hacia un espacio donde hay líquido. El nervio está ubicado debajo del nervio auditivo y del equilibrio, lo que hace que el acceso sea particularmente difícil. El vaso sanguíneo que causa la compresión puede ser pequeño e incluso una vena puede ser responsable.
Se postula que la compresión crea una estimulación del nervio en una dirección inversa (transmisión retrógrada). Esto da como resultado una formación que retrocede hacia el origen del nervio (núcleo facial). El nervio incapaz de procesar la estimulación inusual por lo que crea contracciones faciales incontroladas.