(一)发病原因
单眼双上转肌麻痹 有先天性和后天性之分，真正病因尚不十分清楚。
(二)发病机制
有人认为可能为动眼神经麻痹在恢复过程中残留的部分麻痹。就先天性而言，依据动眼神经解剖学，动眼神经核自上而下分别为提上睑肌神经核、上直肌和下斜肌神经核，其内下侧有内直肌和下直肌核。在母体孕期可能受到某种因素的干扰，使上述神经核及动眼神经受到损害而出现动眼神经麻痹。后天性者则可因外伤、脑部炎症、肿瘤等因素导致动眼神经麻痹。无论先天性或后天性，动眼神经麻痹后的恢复有一定的次序，一般提上睑肌恢复最早、最快，以后依次为内直肌、下直肌和瞳孔括约肌，而上直肌和下斜肌恢复最迟或不恢复，因此表现出单眼双上转肌麻痹的特征。由于上直肌和提上睑肌是由1条肌肉分化而来，虽然提上睑肌功能已恢复，因功能不足的上直肌牵拉作用而表现出假性下垂状态。混合性和真性上睑下垂 可能与支配提上睑肌的神经功能恢复不完全或未恢复有关。
病理变化主要位于脊髓前角，其运动细胞明显减少，呈退行性变，残留的神经细胞呈固缩、核溶解，脊髓前根轴突变细，轴突外周细胞肿胀 。脑干运动神经核变性，以面神经、迷走神经、舌下神经多见。肌肉病理检查见下述辅助检查部分。