睾丸积水通常是由于鞘膜腔内液体产生与吸收失衡导致的。正常情况下，鞘膜腔内会有少量液体起到润滑作用，当液体量异常增多时就形成了睾丸积水。
先天性因素导致
胎儿发育过程影响： 在胎儿发育阶段，鞘状突未能闭合是常见原因之一。胎儿在发育到一定时期，鞘状突应该闭合，如果出生后鞘状突仍未闭合，腹腔内的液体就可能通过未闭合的鞘状突流入鞘膜腔，从而引发睾丸积水。一般在婴儿出生后的1岁以内，部分鞘状突有自行闭合的可能，但如果超过这个时间仍未闭合，就需要进一步处理。先天性结构异常： 还有可能是先天性的鞘膜结构异常，比如鞘膜的分泌和吸收功能出现先天性紊乱，导致液体分泌过多或吸收减少，进而形成睾丸积水。
后天性因素引发
炎症因素： 附睾炎、睾丸炎等炎症性疾病可能会影响鞘膜的正常功能。例如，当发生附睾炎时，炎症会刺激鞘膜，使其分泌液体增多，而吸收功能可能受到影响，从而导致睾丸积水。像慢性附睾炎患者中，就有一定比例可能并发睾丸积水。另外，结核杆菌感染引起的附睾结核，也容易波及鞘膜，引发结核性鞘膜积液，也就是睾丸积水的一种类型，这种情况在结核高发地区相对较为常见。创伤因素： 阴囊部位受到外伤，如骑跨伤、踢伤等，会导致鞘膜内的血管破裂出血，血液积聚在鞘膜腔内形成血肿，之后血肿机化以及炎症反应等会影响鞘膜的正常液体代谢，逐渐形成睾丸积水。有研究表明，阴囊部外伤后发生睾丸积水的概率约为5% - 10%。
其他因素相关
全身性疾病影响： 某些全身性疾病也可能与睾丸积水的形成有关，比如心力衰竭、低蛋白血症等。心力衰竭患者由于静脉回流受阻，导致鞘膜腔周围的静脉压升高，液体渗出增加；低蛋白血症患者因为血浆胶体渗透压降低，使得液体从血管内渗出到鞘膜腔，从而引发睾丸积水。据统计，在患有严重心力衰竭的患者中，约有3% - 5%会出现睾丸积水的并发症。寄生虫感染： 丝虫病等寄生虫感染也可能导致睾丸积水。丝虫寄生在人体的淋巴系统等部位，会引起淋巴管炎，进而影响鞘膜的淋巴回流，使鞘膜腔内液体积聚形成睾丸积水。在丝虫病流行地区，睾丸积水的发病率相对较高。