主動脈瓣鈣化的發病機制與病因尚不明確，目前認為可能與瓣膜退行性變、瓣膜承受壓力過高、骨質脫鈣或機體代謝異常有關。臨床發現，該病好發於年老女性，在骨質疏鬆、甲亢、高血壓患者中常見，可由細菌性心內膜炎、年齡、內分泌失調或其他心血管疾病所誘發。
一、主要病因
1、瓣膜退行性變化：>65歲人群中，90%以上的病例都是由正常瓣膜退行性改變所致，而先天性主動脈瓣畸形者所佔比例極小。隨著年齡增長或有炎症、缺血性病變時，血管膠原纖維變緻密，心肌細胞數量減少，鈣質可沿主動脈環開始沉積，主動脈基底部明顯增厚，沿瓣膜閉合緣形成贅生物，並使瓣葉閉合速度減慢。
2、瓣膜所承受的壓力增加：當患有其他器質性心臟病時，可使瓣膜受力增加，高速的血流衝擊易造成瓣環的損傷，引起組織變性、纖維組織增生、中性脂肪浸潤或引起膠原斷裂形成間隙，有利於鈣鹽沉積，加速了鈣化的過程。
3、骨質脫鈣：正常骨組織因各種原因脫鈣，並異位沉積於主動脈瓣膜或瓣環，研究發現老年人椎骨的礦物質代謝對主動脈瓣鈣化有重要影響，發現主動脈瓣環上沉積的鈣鹽主要來自椎骨的脫鈣。
4、碳水化合物代謝異常：主動脈瓣鈣化在糖尿病及變形性骨炎病人中發病率較高，改變碳水化合物代謝可明顯逆轉瓣膜鈣化的病變程度。
二、誘發因素
1、細菌性心內膜炎：可致主動脈瓣病變，細菌性心內膜炎常破壞主動脈瓣葉組織，在瓣葉上產生贅生物、穿孔或撕裂。
2、內分泌失調：如血糖過高、甲狀腺功能亢進、甲狀旁腺功能亢進等存在內分泌失調時，可使鈣質異常蓄積在主動脈根部。
3、年齡：是主動脈瓣鈣化最主要的危險因素，隨著年齡增長，主動脈瓣鈣化的發生率逐漸增加。
4、其他心血管疾病：如高血壓、冠心病等，研究對比發現，高血壓使左心室收縮壓增高，主動脈瓣膜受力增加，而冠心病引起的冠狀動脈狹窄也影響了對瓣環、瓣葉的血液供應。