食管闭锁是先天性疾病，在胚胎初期由前肠发生，两者共同一管，在5-6周时由中胚层产生一个嵴，将食管和气管分隔。食管经过一个实变阶段，管内上皮细胞繁殖增生，使食管闭塞，以后管内出现空泡互相融合，食管又成为空心管。若胚胎在前8周发育不全，分隔、空化不全，则会造成各种情况的先天畸形，食管闭锁就是其中之一。

也有人认为是血管异常有关，前肠的血流减少引起。研究还发现高龄产妇、低体重儿容易发生，其中1/3的食管闭锁发生于早产儿。