食管閉鎖是先天性疾病，在胚胎初期由前腸發生，兩者共同一管，在5-6周時由中胚層產生一個嵴，將食管和氣管分隔。食管經過一個實變階段，管內上皮細胞繁殖增生，使食管閉塞，以後管內出現空泡互相融合，食管又成為空心管。若胚胎在前8周發育不全，分隔、空化不全，則會造成各種情況的先天畸形，食管閉鎖就是其中之一。

也有人認為是血管異常有關，前腸的血流減少引起。研究還發現高齡產婦、低體重兒容易發生，其中1/3的食管閉鎖發生於早產兒。