小脑萎缩的原因，可能与遗传、变性性疾病有关，也有可能因某些急性病程，如急性小脑炎的后期及药物中毒引起。基本原因包括遗传性疾病，比如脊髓小脑变性等，变性性疾病包括多系统萎缩小脑型，缺血性疾病包括急性脑梗死、脑出血、一氧化碳中毒等等。
药物方面的原因，如苯妥英钠等药物可以出现小脑萎缩的临床表现，炎症性疾病则包括急性小脑炎的后遗症，酒精性小脑变性可以因为酒精中毒引起，其他例如神经系统副肿瘤综合征等等都可以引起小脑萎缩。