新生儿食管闭锁的发病原因目前尚不十分清楚，大多数研究认为与前肠的发育异常和遗传因素有关。前肠空泡化障碍以及染色体上的基因缺失或者重复，都会引起新生儿食管闭锁，好发于先天性畸形新生儿。
1、前肠发育异常：具体机制目前尚不十分明确。新生儿食管闭锁发生在胚胎食管形成阶段，食管由前肠演变而来，刚开始形成的食管是实心的，由于食管发生空泡化，逐渐变为空心。若在空泡化过程中发生异常，可能导致食管闭锁。据目前研究所表明胎内压力过高、胚胎血供异常、以及食管上皮细胞生长分化异常都造成食管无法正常空泡化。
2、遗传因素：据研究表明食管闭锁可能与HOXD组基因有关。若存患者下列染色体区域的基因出现缺失或者重复，都有可能引起食管闭锁。