21三体综合症主要是由染色体异常导致的，正常人体细胞有23对染色体，而21三体综合症患者的第21对染色体多了一条，形成了三条21号染色体，发病率约为活产婴儿的1/600~1/800。
染色体异常的原因
母亲卵细胞老化：
年龄因素： 随着母亲年龄的增大，卵细胞发生老化的几率会增加。比如，35岁以上的孕妇，胎儿患21三体综合症的风险会明显升高。母亲年龄越大，卵细胞在减数分裂时发生不分离的可能性就越大，从而导致胎儿出现21三体综合症。
父亲精子质量问题：
精子异常： 父亲的精子在形成过程中，如果受到某些因素影响，也可能出现染色体不分离的情况。例如，长期接触放射性物质、化学毒物等，会增加精子染色体异常的概率，进而使胎儿患上21三体综合症的风险上升。
遗传因素相关情况
家族遗传倾向：
家族病史影响： 如果家族中有过21三体综合症患儿，那么再次生育时，胎儿患病的风险会比普通人群高。这是因为遗传因素在其中起到了一定作用，虽然这种遗传不是典型的孟德尔遗传方式，但家族中存在染色体异常的易感性。
平衡易位携带者：
平衡易位情况： 若父母其中一方是染色体平衡易位携带者，其生殖细胞在减数分裂时，就容易产生异常的配子，使得胎儿有较大几率出现21三体综合症。平衡易位是指染色体片段位置的改变，虽然染色体总数未变，但基因的排列顺序等发生了变化，会影响生殖细胞的正常遗传物质传递。
环境因素的潜在作用
化学物质接触：
孕期接触有害化学物： 孕妇在孕期接触一些有害化学物质，如苯、甲醛等。这些化学物质可能会损伤生殖细胞的染色体，增加胎儿患21三体综合症的风险。例如，长期处于有甲醛污染的工作环境或居住环境中的孕妇，胎儿发生染色体异常的概率可能会升高。
辐射暴露影响：
孕期辐射接触： 孕妇在孕期受到大剂量的辐射照射，比如接受过腹部的X射线检查等，辐射可能会导致卵细胞或精子的染色体发生畸变，从而使胎儿患上21三体综合症。一般来说，孕期受到较高剂量的非医学必要的辐射，就可能对胎儿染色体产生不良影响。