胎儿畸形的原因较为复杂，约有20% - 25%的胎儿畸形是由遗传因素导致的，比如染色体数目或结构异常，像21 - 三体综合征（唐氏综合征）就是常见的染色体数目异常引起的胎儿畸形。
遗传因素方面
染色体异常： 除了21 - 三体综合征，还有18 - 三体综合征、13 - 三体综合征等，这些都是由于胎儿染色体数目或结构发生改变而引发的畸形。染色体异常可能是父母生殖细胞在形成过程中出现问题，或者是受精卵在发育早期分裂时发生差错导致的。单基因遗传疾病： 某些单一基因发生突变也会引起胎儿畸形，比如地中海贫血等疾病，是由特定的基因突变所导致，会使胎儿出现相应的血液系统等方面的畸形表现。
环境因素方面
化学物质接触： 孕妇在孕期接触一些有害化学物质，像农药、铅、汞等。例如长期接触有机磷农药的孕妇，胎儿发生畸形的风险会增加。还有长期处于含有甲醛的新装修环境中，甲醛可能会影响胎儿的正常发育，导致畸形。药物影响： 孕期不合理用药也可能造成胎儿畸形。一些孕妇在不知情的情况下服用了致畸药物，如抗肿瘤药物、某些抗生素等。比如孕期服用了沙利度胺，会极大增加胎儿发生海豹肢畸形等严重畸形的概率。辐射暴露： 孕妇接受过量的辐射，像在放射科工作没有做好防护，或者进行了不必要的X光、CT检查等，都可能使胎儿细胞受损，影响胎儿正常发育，引发畸形。
母体自身因素方面
疾病影响： 孕妇患有某些疾病也会增加胎儿畸形的风险。比如孕妇在怀孕早期感染了风疹病毒，胎儿患先天性心脏病、白内障等畸形的可能性会大大提高。还有糖尿病孕妇，如果血糖控制不佳，胎儿发生心血管畸形、神经管畸形等的几率会高于正常孕妇。营养缺乏： 孕期母体缺乏重要营养素也可能导致胎儿畸形。例如缺乏叶酸，会使胎儿神经管畸形的发生率明显升高，像无脑儿、脊柱裂等神经管畸形就与叶酸缺乏密切相关。另外，缺乏维生素A等营养素也可能对胎儿发育产生不良影响，增加畸形发生的风险。