胳膊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，比如运动神经元病，它会逐渐破坏支配肌肉的神经细胞，导致肌肉得不到神经的正常支配而慢慢萎缩，这种疾病起病隐匿，可能在数月到数年逐渐进展。
神经源性因素导致
脊髓损伤： 比如车祸、高处坠落等外伤导致脊髓受损，脊髓是神经信号传导的重要通路，脊髓损伤后会影响其下方神经对胳膊手臂肌肉的控制，进而引发肌肉萎缩。一般脊髓损伤后短时间内就可能出现肌肉萎缩迹象。周围神经病变： 像格林 - 巴利综合征，它会攻击周围神经，使神经传导功能障碍，从而影响胳膊手臂肌肉的正常营养和运动指令传递，导致肌肉萎缩，发病可能在几周内逐渐显现。
肌源性因素导致
肌营养不良症： 这是一组遗传性疾病，其中杜氏肌营养不良症较常见于男性儿童，患儿从幼儿期开始就可能出现肌肉无力，逐渐发展为肌肉萎缩，尤其影响四肢肌肉，包括胳膊手臂肌肉。炎性肌病： 例如多发性肌炎，是免疫系统错误攻击肌肉组织，引起肌肉炎症、变性，进而导致肌肉萎缩，发病可能在数周 - 数月内出现肌肉无力萎缩表现。
废用性因素导致
长期固定： 比如骨折后长时间用石膏固定胳膊，由于肌肉长期不活动，缺乏运动刺激，就会出现废用性肌肉萎缩。一般固定2 - 3周后可能就能观察到肌肉有一定程度的萎缩。长期不运动： 一些长期卧床或缺乏运动锻炼的人，胳膊手臂肌肉得不到有效使用，也会慢慢发生萎缩，若长期不运动，几个月后就可能出现肌肉萎缩迹象。