肠系膜上动脉栓塞主要是由于致病栓子和肠系膜上动脉本身的解剖结构所导致的。
1、致病栓子。引起肠系膜上动脉栓塞的栓子主要来自于心脏，如心肌梗死后的附壁血栓、风湿性心脏瓣膜病的赘生物、心耳附近的附壁血栓，以及心房纤颤、亚急性细菌性心内膜炎瓣膜的赘生物等。大动脉粥样硬化斑块破裂，可能会导致栓子或者附壁血栓脱落，进而造成肠系膜上动脉栓塞。脓肿、脓毒血症的细菌栓子、肿瘤栓子脱落等，都可能会导致肠系膜上动脉栓塞。
2、解剖结构。通常情况下，其他血管和腹主动脉的夹角呈直角，血栓不容易进入其中。但肠系膜上动脉和腹主动脉的夹角呈锐角，其走行方向几乎和主动脉平行，且肠系膜上动脉的管径较粗，血流方向也和腹主动脉一致。脱落的栓子可能会顺着血流方向，进入肠系膜上动脉，淤滞在血管狭窄或者分叉处，从而造成肠系膜上动脉栓塞。最常见的栓塞部位是中结肠动脉。