先天性主動脈縮窄的病因機理尚未明確。Craigil與sklda曾認為最常見的伴于主動脈峽部的主動脈縮窄是由于動脈導管在閉合過程中，導管壁的平滑肌及纖維組織收縮，波及峽部主動脈壁引致縮窄。近年來，Ho等通過35例標本連續切片組織學檢查，證實動脈導管組織完全包繞導管近鄰的降主動脈，形成結構連續的管道。但這個學說無法解釋主動脈縮窄與動脈導管未閉合并存在，以及主動脈縮窄部位遠離動脈導管區的病例。近20多年來，許多學者認為胎兒期主動脈和肺動脈血流量失平衡是形成主動脈縮窄的主要病因。在正常情況下，胎兒時期左、右心室的搏出量大致相等。經上腔靜脈回心血液經右心室排送入肺部，和通過動脈導管進入降主動脈。從下腔靜脈回流入心臟的血液經卵圓孔進入左心房，再經左心室排送入冠狀動脈和頭臂動脈。左心室排出的血液僅30%經主動脈峽部進入降主動脈，與來自動脈導管的血液相匯聚。Rudolph觀察小羊胎兒期的血流情況，發現通過峽部主動脈的血流量僅約為通過動脈導管血流量的一半，因此胎兒期主動脈峽部直徑均比升主動脈和降主動脈細小。胎兒時期左心室排出的血流量減少，則主動脈血流量減少，肺動脈血流量相應增多。流經峽部主動脈的血流量減少將導致峽部主動脈狹小甚或閉塞。卵圓孔小，血流阻力升高，則從下腔靜脈回流入右心房的血液大量進入右心室，致使經動脈導管的血流量增多，而經左心室和峽部主動脈的血流量減少，促使主動脈縮窄的形成。血流減少嚴重者，峽部主動脈呈現發育不全。主動脈狹窄，升主動脈發育不良，產生左至右分流的心室間隔缺損等情況亦均可引致主動脈血流量減少，肺動脈血流量增多，從而使峽部主動脈發生縮窄或發育不全。