双眼上斜肌麻痹，发病原因包括先天因素和后天因素。先天性因素主要是神经肌肉的发育异常所导致的，如上斜肌部分或全部缺如、肌肉附着点异位等。

滑车神经核发育不良，多表现为单侧型。后天因素，是由于滑车神经在颅内走行路径比较长，容易受炎症、肿瘤、外伤、血液循环障碍等原因引起损伤。例如颅内肿瘤及脑血管病变，糖尿病及缺血性疾病，头部外伤。

如滑车神经交叉于下丘脑水平的前髓帆部分损伤则发生双侧性上斜肌麻痹，少部分原因不明。