染色體畸變原因包括物理、化學、生物因素以及孕婦年齡和遺傳因素。其中物理因素,如X線放射以及電離輻射,能夠誘發染色體畸變,畸變率隨射線劑量的增高而增高,孕母接觸放射線后其子代發生染色體畸變的危險性出現增高。
化學因素,如許多化學藥物,包括抗代謝藥物、抗癲癇藥物等,以及農藥、毒藥,如苯、甲苯、和砷等,可以導致染色體畸變增加;生物因素中,一些病毒,如弓形蟲、風疹病毒、巨細胞病毒、麻疹病毒、腮腺炎病毒感染可以引起胎兒染色體斷裂。
孕婦年齡,如高齡孕婦在形成卵子過程中發生染色體不分離的概率,明顯上升,因此高齡孕婦生育唐氏綜合征等染色體數目異常的患兒風險較高。
遺傳因素是指染色體異常的父母,可能傳給下一代,最明顯的例子是一些平衡易位的攜帶者。