小儿脑炎大多数由感染性因素引起，如细菌、病毒、立克次体、寄生虫、螺旋体等病原体；非感染性因素也可引起，如化学刺激、毒素、过敏反应、肿瘤等。
小儿脑炎以病毒感染最为多见，常见引起脑部疾病的病毒有肠道病毒、疱疹病毒、黏液病毒、呼吸道病毒等。
病毒通过血行播散侵入嗅神经及其他周围神经后到达脑部，引起脑实质病变。其机制可能为病毒直接破坏，宿主神经组织对病毒抗原产生的免疫反应，导致脱髓和血管内皮及血管周围组织损伤引起缺血改变。其他占少数的小儿脑炎可由细菌或寄生虫导致，而由真菌导致的脑炎相对更罕见。
免疫功能低下、淋雨、着凉、被蚊虫叮咬等因素可诱发小儿脑炎。
