在胚胎第5周起，原腸管腔內上皮細胞過度增殖而將腸腔閉塞，出現暫時性的充實期，至第9～11周，上皮細胞發生空化過程形成許多空泡，以后空泡相互融合即為腔化期，使腸腔再度貫通，至第12周時形成正常的腸管。如空泡形成受阻，保留在充實期，或空泡未完全融合，腸管重新腔化發生障礙，即可形成腸閉鎖或狹窄。此為十二指腸閉鎖的主要病因(Tandler學 說)，常伴發其他畸形，如先天愚型(30%)、腸旋轉不良(20%)、環狀胰腺、食管閉鎖以及肛門直腸、心血管和泌尿系畸形等。多系統的畸形同時存在，提示與胚胎初期的全身發育缺陷有關，而非單純的十二指腸局部發育不良所致。有人認為胚胎期腸管血液供應障礙，有缺血、壞死、吸收、修復異常，亦可形成十二指腸閉鎖或狹窄。
病變多在十二指腸第二段，梗阻多數發生于壺腹部遠端，少數在近端。常見的類型有：
(一)隔膜型 腸管外形保持連續性，腸腔內有未穿破的隔膜，常為單一，亦可多處同時存在；或隔膜為一膜狀的蹼，向梗阻部位的遠端脫垂形成風袋狀；或于隔膜中央有針尖樣小孔，食物通過困難。壺腹部常位于隔膜的后內側或近、遠側。
(二)盲段型 腸管的連續中斷，兩盲端完全分離，或僅有纖維索帶連接，腸系膜亦有楔形缺損。臨床上此型少見。
(三)十二指腸狹窄 腸腔粘膜有一環狀增生，該處腸管無擴張的功能；也有表現為在壺腹部附近有一縮窄段。
梗阻近端的十二指腸和胃明顯擴張，肌層肥厚，腸室間神經叢變性，蠕動功能差。腸閉鎖時遠端腸管萎癟細小，腸壁菲薄，腸腔內無氣體。腸狹窄時遠端腸腔內有空氣存在。