21三体综合征主要是由于染色体异常所致，具体是患者体细胞中21号染色体比正常人多了一条。
一、减数分裂不分离
在生殖细胞形成过程中，减数分裂时21号染色体发生不分离现象。比如母亲在卵细胞形成过程中，减数第一次分裂后期21号染色体未分离，或者减数第二次分裂后期姐妹染色单体分离后移向同一极，导致卵细胞含有两条21号染色体，受精后就会形成21三体综合征患儿。这种情况在高龄孕妇中相对更易发生，因为随着女性年龄增长，卵细胞老化，减数分裂发生异常的概率增加。
二、父方减数分裂不分离
父亲在精子形成过程中，减数分裂时21号染色体不分离也可引发该病。不过父方减数分裂不分离导致21三体综合征的情况相对母亲方较少见，但也存在。
三、嵌合型
受精卵在早期胚胎发育过程中，有丝分裂时21号染色体发生不分离。这样就会形成部分细胞有三条21号染色体，部分细胞染色体数目正常的嵌合型个体。嵌合型患者的症状相对非嵌合型可能较轻，但仍会有相应的发育迟缓等表现。
对于患有21三体综合征的患儿，需要家庭、社会给予更多的关爱和支持，在医疗方面要进行针对性的康复训练等干预措施，以帮助患儿尽可能提高生活质量，适应生活。同时，对于有生育计划的夫妇，尤其是高龄夫妇等高危人群，可通过遗传咨询等方式了解相关风险，采取相应的预防措施。