遗传因素
婴儿遗传代谢病主要是由遗传因素导致的。遗传代谢病是一类由于参与代谢途径的酶、载体蛋白或受体蛋白编码基因发生缺陷，从而引起的代谢紊乱性疾病。多数呈单基因遗传性，包括常染色体显性遗传、常染色体隐性遗传、X连锁隐性遗传等。例如，苯丙酮尿症是由于苯丙氨酸羟化酶编码基因PAH突变引起的常染色体隐性遗传病，患儿体内该酶缺乏，使得苯丙氨酸不能正常代谢转化为酪氨酸，导致苯丙氨酸及其酮酸蓄积，并从尿中大量排出。
基因突变
基因的突变是根本原因。在生殖细胞形成或受精卵发育过程中，基因发生了结构或功能上的改变。不同的基因突变会导致相应代谢通路中的关键环节出现问题。比如枫糖尿病是由于分支链α-酮酸脱氢酶复合体中的相关亚基编码基因发生突变，使得分支链氨基酸代谢障碍，导致大量分支链酮酸在体内积聚，对婴儿神经系统等造成损害。
家族遗传史影响
如果家族中有遗传代谢病患者，婴儿患遗传代谢病的风险会增加。因为遗传代谢病具有一定的家族遗传性，如果父母携带致病基因，就有可能将致病基因遗传给婴儿。例如父母一方或双方是某些遗传代谢病的携带者，那么他们的子女有一定概率继承致病基因而发病。
胚胎发育过程中的因素
在胚胎发育过程中，一些内在或外在因素可能影响基因的正常表达和代谢通路的形成。虽然不是直接导致基因突变，但可能在基因已存在缺陷的情况下，加重代谢紊乱的表现。例如孕期母亲的一些不良生活习惯或接触某些不良环境因素，可能干扰胚胎正常的代谢相关基因的调控，使得婴儿出生后更容易出现遗传代谢病相关的症状。不过这种情况相对较少见，主要还是以基因遗传因素为主导。