目前对于睾丸急性扭转的发病原因和机制并不是十分明确。
睾丸精索部位本身的发育问题可能是其最主要的原因，神经控制和外力作用可能是其诱因，最常见的一个原因是连接睾丸的系膜发育过长，睾丸与精索的活动度增大。
在夜间睡眠当中或者在外力的作用下，睾丸与精索发生顺时针或逆时针不同程度地扭曲，即睾丸扭转，也称为精索扭转。根据扭转的部位不同，还可以分为鞘膜内扭转和鞘膜外扭转，其中鞘膜内扭转最为常见，对于睾丸扭转更深层次的原因，还需要更多的科学研究去证实。