后部多形性营养不良发病机制不详，推测可能是角膜内皮细胞在胚胎发育时发生障碍所致。后部多形性角膜营养不良的根本缺陷在于角膜后面的上皮样细胞。推测演变为内皮的间质细胞有演化成多种细胞的潜在能力，故能变为上皮细胞。后弹力层后方的多层且呈灶性增厚的胶原层即由此种细胞所产生。本病能伴发前房劈裂综合征及宽的虹膜粘连，暗示眼部可能有更广泛的间质发育障碍。因存在110μm正常厚度的前弹力层，故暗示发育异常始于妊娠晚期或新生儿期。基质及上皮水肿系由于这些细胞已失去屏障作用及泵功能。表层退行性变例如带状角膜病变，无特异性。
类似ICE综合征的膜理论，曾被认为是PPD继发性闭角型青光眼的发病机制。异常内皮细胞或上皮细胞及其基底膜样物质，从周边角膜向下越过虹膜角膜角和延伸到虹膜表面，随后此膜收缩导致虹膜角膜粘连、房角关闭、瞳孔移位、葡萄膜外翻及虹膜萎缩。继发开角型青光眼的机制尚未肯定。虹膜角膜角镜检查及超微结构研究发现，这些患者的虹膜恰好在巩膜嵴之前嵌入后部小梁网，推测虹膜起着压迫作用，导致小梁网间隙及小梁柱萎陷和增加房水流出阻力。这些发现提示虹膜角膜角存在发育异常和类似某些先天性青光眼的发病机制。
