手臂肌肉萎缩的原因有多种。一般来说，神经源性因素是常见原因之一，比如颈椎病可能会压迫神经根，导致所支配的手臂肌肉出现萎缩，据相关研究，约有15%-20%的颈椎病患者会出现不同程度的手臂肌肉萎缩情况；还有运动神经元病，这是一种慢性进行性神经退行性疾病，会选择性地侵犯脊髓前角细胞、脑干运动神经元等，进而引起手臂肌肉萎缩。
神经源性因素
颈椎病压迫： 颈椎的退变，如椎间盘突出、骨质增生等，会压迫神经根，影响神经传导，使得肌肉得不到正常的神经支配，时间久了就会出现萎缩。一般中老年人相对更易患颈椎病导致手臂肌肉萎缩，且女性在更年期后由于激素变化等因素，患病风险可能会略有增加。运动神经元病影响： 运动神经元病具体发病机制尚不完全明确，但会逐步破坏控制肌肉运动的神经元，从手部小肌肉开始可能出现萎缩，逐渐累及手臂其他肌肉，病情会进行性加重。
废用性因素
长期固定： 比如手臂骨折后长时间石膏固定，由于缺乏运动，肌肉得不到有效的刺激和使用，就会发生废用性萎缩。一般固定2-3周后可能就会出现肌肉轻度萎缩迹象，固定时间越长，萎缩程度往往越明显。缺乏活动： 一些长期卧床且手臂很少活动的人，也容易出现手臂肌肉萎缩。例如长期卧床的脑卒中患者，如果早期没有进行手臂的康复锻炼，就可能发生手臂肌肉萎缩。
肌源性因素
肌肉疾病： 像肌营养不良症，这是一组遗传性肌肉变性疾病，其中某些类型会影响手臂肌肉，导致肌肉萎缩。假肥大型肌营养不良症是常见的类型之一，多在儿童期发病，逐渐出现肌肉无力和萎缩，包括手臂肌肉。炎症性肌病： 如多发性肌炎，是一种自身免疫性疾病，肌肉会出现炎症、变性，进而导致萎缩，可累及手臂肌肉，患者可能会感觉手臂无力、肌肉逐渐变细等。