唐氏综合征主要是由染色体异常引起的，具体来说是21号染色体多了一条，也就是常说的21-三体综合征。据统计，唐氏综合征的发生与母亲怀孕年龄有很大关系，一般母亲年龄越大，胎儿患唐氏综合征的风险越高，比如35岁以上孕妇生育唐氏综合征患儿的概率会明显增加。
染色体异常因素
减数分裂时染色体不分离： 在卵细胞形成过程中，减数分裂阶段21号染色体可能没有正常分离，导致卵子中多了一条21号染色体。当这样的卵子与精子结合后，受精卵就会有3条21号染色体，从而引发唐氏综合征。父方减数分裂异常： 虽然父方减数分裂异常导致唐氏综合征的情况相对母方较少，但也存在父方在减数分裂过程中21号染色体不分离，使得精子携带异常染色体，与正常卵子结合后造成胎儿患唐氏综合征。
环境因素影响
辐射暴露： 孕妇在怀孕期间如果接触到较高剂量的辐射，比如长期处于核辐射环境中或者接受了大剂量的医疗辐射检查，可能会增加胎儿发生染色体异常的风险，包括患上唐氏综合征。不过一般日常的医疗诊断性辐射剂量相对较低，通常不会明显增加风险，但大剂量辐射就需要警惕。化学物质接触： 长期接触一些有毒化学物质，像苯、甲醛等，这些化学物质可能会损害生殖细胞的染色体，进而影响胎儿的染色体组成，增加唐氏综合征的发生几率。比如在一些化工企业工作的孕妇，长时间接触相关化学物质，就需要格外注意。
遗传因素相关
家族遗传倾向： 虽然大多数唐氏综合征是散发的，但如果家族中有过唐氏综合征患儿，那么家族中其他成员生育唐氏综合征患儿的风险会比普通人群高一些。不过这种遗传倾向并不是绝对的显性遗传，而是存在一定的遗传易感性，可能与家族中某些潜在的染色体相关基因异常有关。父母染色体平衡易位： 少数情况下，父母其中一方存在染色体平衡易位，虽然自身表型正常，但在形成生殖细胞时，可能会产生异常的染色体组合，导致胎儿出现染色体数目异常，引发唐氏综合征。例如父亲或母亲携带21号染色体与其他染色体的平衡易位，就可能增加后代患唐氏综合征的风险。