(一)發病原因
其發生可能與酒精直接損害宮內胎兒相關。有關研究發現，大量嗜酒母親的胎盤有超微結構的變化，可能間接影響了胎兒，使胎兒發育不良或畸形。此外，胎兒酒精綜合征還可能與酒精氧化的代謝產物乙醛對細胞的毒性作用，導致胎兒神經細胞發育障礙有關。
(二)發病機製
雖然這種胎兒綜合征與母親嚴重酗酒相關無疑，但酒精通過何種機製造成這些影響尚不十分清楚。在人類和動物酒精能夠通過胎盤，雖然乙醛和吸煙的毒性作用和營養缺乏的作用不能完全排除，在小鼠、大白鼠、雞、miniature豬和beagle狗酒精具有胚胎毒性和致畸作用。有人提出含有酒精的血液透過胎盤以及酒精所致的前列腺素升高是酒精損害胚胎生長、發育的機製，但尚未得以證實。
Clarren等發現有廣泛的軟腦膜神經膠質細胞異位和梗阻性腦積水。腦積水可繼發於腦幹周圍神經膠質細胞的致密移位，還有腦主質神經元移位和胼胝體發育不良。Peiffer等列舉了多種廣泛性畸形，包括與Dandy-Walker綜合征相同的小腦異位、腦裂畸形、胼胝體發育不良和無嗅腦畸形。
典型的FAS患兒隻見於極度酗酒、在整個妊娠期持續飲酒婦女(多數有震顫譫妄和肝髒病變)所生的嬰兒。產生FAS綜合征所需母親酗酒程度的界限和妊娠過程中發生FAS的關鍵時期仍然不清。估計上述各種致畸作用發生在胚胎期，多在胚胎發育的頭兩個月內。其他非致畸作用的出現，與妊娠期胚胎暴露於特高酒精水平有關。
