病因尚不清楚。

AQP4是中樞神經(jīng)系統(tǒng)主要的水通道蛋白，位于星形膠質(zhì)細胞的足突上，AQP4是NMO-IgG的主要目標，這解釋了NMO的病灶主要位于視神經(jīng)及脊髓。AQP4抗體通過血腦屏障中可通過的部分進入中樞神經(jīng)系統(tǒng)，立即遇到星形膠質(zhì)細胞并導(dǎo)致細胞依賴的細胞毒性反應(yīng)，星形膠質(zhì)細胞足突被NMO-IgG和補體降解，繼而活化的巨噬細胞、嗜酸性粒細胞及中性粒細胞一起產(chǎn)生細胞因子、氧自由基等造成血管和實質(zhì)損傷，最終導(dǎo)致包括軸索和少突膠質(zhì)細胞在內(nèi)的白質(zhì)和灰質(zhì)的損傷。

家族性NMO病例少見，在所有確診NMO中少于3%。人白細胞抗原DPB1*0501（亞洲人群）及 DRB1*0301（高加索人群）與NMO易感性相關(guān)。說明遺產(chǎn)因素在NMO發(fā)病中有一定作用。