สาเหตุของทารกโตช้าในครรภ์แบ่งได้เป็นสามกลุ่ม ได้แก่
1. สาเหตุจากทารก (Fetal causes)
     ความผิดปกติของทารก อาจเกิดจากความผิดปกติของโครงสร้างทางร่างกาย หรือความผิดปกติ ของโครโมโซม สาเหตุจากโครงสร้างทางร่างกายที่ผิดปกติ เช่น ไม่มีกะโหลกศีรษะ (Anencephalus), ผนังหน้าท้องไม่ปิด (Gastroschisis) หรือการไม่มีไตแต่กำเนิด (Renal ageneis)
     ส่วนโครโมโซมที่ผิดปกติ ได้แก่ Trisomy 21, Trisomy 18, Trisomy 13 โดยเฉพาะ Trisomy 18 จะพบการเจริญเติบโตช้า ชัดเจนที่สุด นอกจากนี้กลุ่ม Deletion โครโมโซมหรือ triploidy ก็พบว่า เป็นสาเหตุของทารกโตช้าในครรภ์ได้ ความผิดปกติของทารก มักทำให้เกิดปัญหาการเจริญเติบโตได้ ตั้งแต่ในช่วงต้นของไตรมาสที่สอง
2. สาเหตุจากรก (Placental causes)
     ความผิดปกติของรกและสายสะดือ ที่อาจเป็นสาเหตุของทารกโตช้าในครรภ์ ได้แก่ placental hemangioma, bilobed placenta, single umbilical artery, velamentous cord insertion เป็นต้น
3. สาเหตุจากมารดา (Maternal causes)
     3.1 ภาวะโภชนาการของมารดา
           เนื่องจากทารกได้รับสารอาหารจากมารดา ภาวะทุพโภชนาการของมารดา จึงอาจทำให้เกิด ทารกเจริญเติบโตช้าในครรภ์ได้ แต่มักจะเกิดต่อเมื่อมารดาขาดสารอาหารอย่างรุนแรง นอกจากนั้น ภาวะที่ทำให้เกิดการดูดซึมอาหาร จากทางเดินอาหารมารดา ผิดปกติไป เช่น โรค inflammatory bowel disease หรือภายหลังการตัดต่อกระเพาะอาหารหลัง
     3.2 การติดเชื้อในมารดา
           การติดเชื้อ ซึ่งรู้จักกันดีในกลุ่ม "TORCH infection" ได้แก่เชื้อ toxoplasma, rubella, cytomegalovirus, herpes simplex และเชื้ออื่นๆ เช่น varicella zoster มีผลต่อการเจริญเติบโต ของทารกได้ เชื้อ cytomegalovirus ทำให้เกิดการย่อยสลายตัวของเซลล์ ส่วน rubella ทำลายชั้น endothelium ของเส้นเลือดเล็กๆ ทำให้เกิดภาวะ vascular insufficiency ในปัจจุบันการติดเชื้อ HIV เป็นสาเหตุที่พบบ่อยอันหนึ่ง ที่ทำให้เกิดภาวะเจริญเติบโตช้าในครรภ์ได้ Toxoplasmosis เป็นเชื้อกลุ่ม โปรโตซัว ที่เป็นสาเหตุของการเจริญเติบโตช้าในครรภ์ ที่พบมากในประเทศทางตะวันตก ในขณะที่ประเทศแถบตะวันออกในเขตร้อน จะพบว่าเป็นเชื้อมาเลเรีย เชื้อในกลุ่มแบคทีเรีย เช่น Listeriosis, tuberculosis และ syphylis ก็เป็นสาเหตุของการเจริญเติบโตช้าในครรภ์ได้เช่นกัน
     3.3 โรคของมารดา
           รก เป็นอวัยวะที่ประกอบไปด้วยเส้นเลือดเป็นจำนวนมาก ซึ่งทำหน้าที่สำคัญ ในการขนส่ง สารอาหาร และออกซิเจนไปสู่ทารก หากเส้นเลือดในรกเกิดความผิดปกติ เนื่องจากโรคบางอย่าง ของมารดา เช่น ภาวะความดันโลหิตสูงระหว่างการตั้งครรภ์ (Pregnancy-induced hypertension) หรือความดันโลหิตสูงที่เกิดอย่างเรื้อรัง, โรคเบาหวานที่เป็นมาก, โรคของเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน (connective tissue disease) โรคไต เช่น glomerulonephritis, nephrosclerosis เหล่านี้ ล้วนแต่ทำให้เกิด ภาวะทารกเจริญเติบโตช้าในครรภ์ได้ทั้งสิ้น
           โรคที่ทำให้มารดามีออกซิเจนในเลือดต่ำ เช่น Obstructive lung disease, โรคหัวใจบางชนิด, โรคโลหิตจางชนิดรุนแรง ก็อาจเป็นสาเหตุของทารกโตช้าในครรภ์ได้
           ในกลุ่มอาการ Antiphospholipid syndrome, จะพบมี anticardiolipin antibdy หรือ lupus anticoagulant ซึ่งทำให้เกิดการอุดตันของเส้นเลือดในรก ส่งผลให้เกิดการแท้งบุตรเป็นอาจิณ และเกิดภาวะทารกโตช้าในครรภ์ ตั้งแต่อายุครรภ์น้อยๆ
     3.4 สภาพแวดล้อมของมารดา
           การสูบบุหรี่ เป็นสาเหตุของทารกเจริญเติบโตช้าในครรภ์ ที่พบได้บ่อยมาก ความรุนแรง ของการเจริญเติบโตช้า ขึ้นกับปริมาณบุหรี่ที่สูบ มารดาที่สูบบุหรี่มากกว่า 20 มวนต่อวัน มีโอกาสสูงกว่ามารดาที่ไม่สูบบุหรี่ถึงสามเท่า ในการคลอดบุตรน้ำหนักต่ำกว่า เปอร์เซนไทล์ที่ 5 โอกาสจะเพิ่มขึ้น 1.5 เท่า ทุกๆ บุหรี่ 10 มวนที่สูบต่อวัน เชื่อกันว่า เกิดจากการที่ hemoglobin มีความสามารถในการขนส่งออกซิเจนลดน้อยลง เนื่องจากปริมาณคาร์บอนมอนนอกไซด์ที่เพิ่มขี้น และสารนิโคติน เป็นตัวชักนำให้เกิดการหลั่ง ของ catecholamines
           การที่มารดาใช้สารเสพติด เช่น แอลกอฮอล์, โคเคน, หรืออนุพันธุ์ของฝิ่น มีผลทำให้เกิด การเจริญเติบโตช้าในครรภ์ ทั้งนี้ อาจมีปัจจัยหลายอย่าง ที่เกี่ยวข้อง เช่น เศรษฐฐานะต่ำ, การฝากครรภ์ที่ไม่ดี, หรือภาวะทุพโภชนาการ และการใช้ยาบางอย่าง เช่น ยากันชัก, ยาห้ามการ แข็งตัวของเลือด, ยากลุ่ม antimetabolite อาจเป็นสาเหตุได้เช่นกัน
           ในทารกที่มีน้ำหนักแรกคลอดต่ำ เนื่องจากการอยู่ในที่สูง (high altitude) เป็นกระบวนการ การปรับตัวทางสรีรวิทยา มากกว่าจะเป็นพยาธิสภาพ ทารกกลุ่มนี้มักมีสุขภาพปกติในครรภ์