结肠血管扩张症的病因较为复杂，通常认为与以下因素有关：
- 血管畸形：
- 获得性血管畸形：最为常见，占所有结肠血管扩张症的 90% 以上。病变多为单发，由薄壁血管组成。常发生于伴有高血压、动脉硬化、糖尿病、肝硬化、门脉高压症、慢性阻塞性肺病以及慢性肾病的老年人。许多临床研究证实，其发生与门静脉高压、门静脉回流受阻有关，如各种原因引起的肝硬化，急、慢性胰腺炎引起的肠系膜静脉炎症和阻塞，脾静脉栓塞，结肠手术引起的肠系膜下静脉梗阻等。
- 先天性动静脉畸形：始发于青年人，病变多呈弥漫性，由异常动脉和静脉构成。通常发生于小肠，也可发生于结肠。与遗传性出血性毛细血管扩张症相似，但不伴有 Osler - Rendu - Weber 综合征的全身性表现。这些先天性病变有时还伴有 Turner 综合征。
- 遗传性毛细血管扩张症：大多具有家族遗传史。肠道出血极少发生于 35 岁以前，可以发生于胃肠道的任何部位，但回肠和右半结肠最多见，常为多发，散在分布。其他常被侵犯的脏器包括肾、肝、脑和肺。由于毛细血管、小动脉和小静脉管壁内弹力纤维和肌纤维薄弱，病变部位受损伤后易大量出血，若患者血小板减少，出血情况会更严重。
- 结肠内压升高：结肠内压力升高或肠壁平滑肌处于收缩状态，使穿越平滑肌的血管壁受压，肠壁黏膜下小静脉回流受阻，静脉内压力升高，加之静脉壁本身的病变和薄弱，导致静脉迂曲扩张。同时静脉血管扩张引起毛细血管前括约肌功能不全，进而形成微小的动静脉瘘，使静脉内压力进一步升高，加重血管扩张。盲肠和近端升结肠是全结肠中直径最大的部分，当结肠腔内压力增高时，盲肠和升结肠近端的肠壁所受的压力最大，所以结肠血管扩张症好发于右半结肠近端。
- 其他因素：近半数由结肠血管扩张症引起的下消化道出血患者伴有冠心病或主动脉狭窄病史，另有约 1/3 的患者伴有结肠憩室炎。这提示其出血的发生可能与心血管疾病、动脉高压以及扩张血管周围局部的结肠炎症有关。
