Ⅰ型结肠血管扩张症的发生机制与后天性因素引起的结肠静脉回流受阻、黏膜下动静脉短路有关，静脉回流受阻包括黏膜下静脉回流受阻和门静脉回流受阻2种原因。
Bolev认为，结肠血管扩张症的发生与结肠内压经常反复升高有关，结肠内压力升高或肠壁平滑肌处于收缩状态，使穿越平滑肌的血管壁受压，肠壁黏膜下小静脉回流受阻，静脉内压力升高，加之静脉壁本身的病变和薄弱，导致静脉迂曲扩张。同时由于静脉血管扩张引起毛细血管前括约肌功能不全，进而形成微小的动静脉瘘，使静脉内压力进一步升高，加重血管扩张(图2)。根据Laplace物理定律：球形物体腔壁所受的压力与该球体半径的平方和腔内压力的乘积成正比，也即腔壁所受的压力与球体半径的平方成正比。盲肠和近端升结肠是全结肠中直径最大的部分，当某种原因引起结肠腔内压力增高时，盲肠和升结肠近端的肠壁所受的压力最大。由此可解释结肠血管扩张症好发于右半结肠近端的原因。
Ⅱ型和Ⅲ型结肠血管扩张症的发生一般认为与先天性肠壁和血管壁的发育缺陷有关。