唐氏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，而唐氏综合症患者第21对染色体多了一条，也就是出现了3条21号染色体，医学上称为21-三体综合征。
染色体异常的原因 - 母亲方面
年龄因素： 母亲怀孕时的年龄是一个重要因素。随着母亲年龄的增大，卵子发生减数分裂时，21号染色体不分离的概率会增加。比如，25岁女性孕育唐氏儿的概率约为1/1300，35岁时上升到1/350，40岁时则高达1/100左右。卵子老化： 随着女性年龄增长，卵子会逐渐老化，染色体发生异常的可能性增加，更容易出现21号染色体不分离的情况，从而导致胎儿患唐氏综合症。
染色体异常的原因 - 父亲方面
精子质量问题： 父亲的精子在形成过程中，如果受到某些因素影响，也可能出现染色体异常。例如，父亲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几率，进而使胎儿患唐氏综合症的风险升高。精子减数分裂异常： 父亲在产生精子的减数分裂过程中，21号染色体可能发生不分离等异常情况，导致精子携带异常的21号染色体，与正常卵子结合后就会形成唐氏综合症患儿。
其他相关因素
遗传易感性： 虽然大部分唐氏综合症是偶然发生的染色体异常，但某些遗传因素也可能会增加家族中出现唐氏综合症患儿的风险。如果家族中有过唐氏综合症患儿，再次生育时，后代患唐氏综合症的概率会比普通人群高一些，但这种情况相对较少见。环境因素： 孕妇在孕期接触某些有害环境因素，如长期处于污染的环境中、接触大量的农药等，也可能会对胎儿染色体产生一定影响，虽然这种情况导致唐氏综合症的机制尚不十分明确，但也是需要关注的相关因素之一。