一、發病原因：
目前認為該病係多因素相互作用所造成，包括遺傳因素和母體感染、母體用藥、環境因素、代謝因素等。
1.遺傳因素 父母一方患先心病，其子女患先心病的概率遠高於普通人群。有些先心病男女發病率差異顯著，如二尖瓣脫垂綜合征主要見於女性。各類遺傳性疾病常同時合並先心病的存在，如Nonan綜合征患者50%存在心髒畸形，其中肺動脈瓣狹窄約占60%，心房間隔缺損和肥厚性心肌病占20%。先心病可由單基因突變、多基因遺傳和染色體畸變引起。遺傳學認為先心病是由遺傳因素在環境因素(致畸因子)的觸發下形成。
2.母體疾病 主要是母親在妊娠期感染或患其他疾病。妊娠初期感染風疹病毒的母親，其子女易患肺動脈口狹窄和動脈導管未閉;柯薩奇B病毒感染的孕婦易產下動脈導管未閉或心室間隔缺損的嬰兒。引起先心病的感染主要是病毒，是否導致畸變與病毒的種類、感染時間有關。1型糖尿病的婦女，所生嬰兒的3%～5%發生各種類型的先心病。甲狀腺功能亢進、患高苯丙氨酸血症的孕婦等均易產下伴有先心病的嬰兒。
3.藥物 孕婦服用激素類藥物可使先心病發生的危險性增加2倍;妊娠早期服用苯妥英鈉可導致心血管畸形;長期服用甲苯磺丁脲(甲磺丁脲)且孕期繼續服用可導致胚胎出現心房間隔缺損、心室間隔缺損等畸形。在妊娠第40～50天服用藥物很可能是先心病發生的主要原因。
4.早產 早產兒尤其體重低於2500g的嬰兒患動脈導管未閉和心室間隔缺損的較多，與未有足夠時間發育有關。
5.高原環境 高原地區氧分壓低，患動脈導管未閉和心房間隔缺損的嬰兒較多。
二、發病機製：
1.病理解剖 在正常的左位主動脈弓，動脈導管位於主動脈峽部和左肺動脈根部之間，肺總動脈分叉處。在少數的右位主動脈弓，導管則位於無名動脈根部和右肺動脈之間。胎兒期肺尚無呼吸功能，故大部分血液不進入肺內，由肺動脈經動脈導管轉入主動脈。開放的動脈導管是生存所必須的生理性血流通道，出生後隨著血流動力學的改變而迅速閉合，導管的中層變為纖維結構，管腔閉合而形成纖維條索，謂動脈導管韌帶。95%的嬰兒在出生後1年閉塞(其中80%的嬰兒在出生後第3個月閉塞)，如此時仍未閉塞，造成肺動脈水平的左→右分流，而出現血流動力學障礙。
2.病理生理
1)左向右分流：在無並發症的動脈導管未閉，由於主動脈壓力不論在收縮期或舒張期總比肺動脈高，產生連續的肺動脈水平的自左向右分流，臨床上產生連續性雜音，肺充血。分流量的多少取決於主動脈與肺動脈之間的壓力階差大小、動脈導管的粗細以及肺血管阻力的高低。
2)左心室肥大：由於未閉動脈導管的自左向右分流使肺血流量增加，因而左心房的回血就相應增加，左心室的容量負荷增加，加之左向右分流使體循環血流減少。左心室代償性地增加作功，從而導致左心室擴大、肥厚，甚至出現衰竭。
3)肺動脈高壓和右心室肥大：未閉的動脈導管較粗時，分流至肺動脈血量大者可引起肺動脈壓增高，最後導致右心室肥厚、擴張，甚至衰竭。
4)雙向分流或右向左分流：隨著病程的發展，肺動脈壓力不斷增加，當接近或超過主動脈壓力時，即產生雙向分流或右向左分流，轉變為艾森門格(Eisenmenger)綜合征，臨床上出現差異性發紺。
5)周圍動脈舒張壓下降，脈壓增寬：這是由於在心髒舒張期，主動脈的血液仍分流入肺動脈，體循環血流量減少所致。
3.與妊娠的相互作用 由於臨床診斷簡單，兒童期行分離動脈導管術常可治愈，所以和妊娠關係不大。導管細而分流少且肺動脈壓正常者，除在分娩期易發生感染性心內膜炎外，孕產期多經過順利;如存在大的動脈導管未閉，大量的主動脈血向肺動脈分流，如伴有肺血管阻力增加，可引起顯著肺動脈高壓，使血液分流逆轉，出現發紺，進一步使子宮動脈氧飽和度下降，可危及胎兒。孕婦先是左心衰竭，繼而右心衰竭。心力衰竭是此類孕產婦死亡的主要原因。
