眼球充血可能是由于眼球表面的结膜、角膜等发生炎症导致，也可能是由于眼睛内部的病变导致。
眼球表面有结膜所覆盖，结膜是富含血管的膜组织。当病原体感染结膜的时候，结膜的炎症会导致结膜上的血管发生充血，角膜的炎症会通过泪膜引起结膜的炎症引起充血。
眼睛内部有睫状血管，当眼睛内部发生一些疾病如青光眼、葡萄膜炎的时候，在这些疾病的刺激下睫状血管会发生充血；一些特殊类型眼内部疾病如葡萄膜炎等，在病情较重的情况下除了引起睫状充血还会引起结膜充血，临床称之为混合充血。