السبب الرئيسي في الإصابة بمرض دوالي الخصية هو توسّع الأوردة الدموية لتصبح أكبر من حجمها الطبيعيّ ؛ لأن صمّامات هذه الأوردة الصغيرة الموجودة في كيس الصفن لا تعمل بشكل جيّد ، ففي الوضع الطبيعي تسمح هذه الصمّامات ذات الاتجاه الواحد المتواجدة على طول الأوردة بتدفق الدم نحو القلب ، ولكنها تُغلَق عندما يبطؤ تدفّق الدم لمنع عودته إلى الوراء ، ويتجمّع في الأجزاء السفليّة من الوريد مؤدّياً إلى تشكّل دوالي الخصية ، وهذا هو مماثل لكيفية تشكيل الدوالي في الساقين.
وليس من الواضح تماماً إلى الآن لماذا تتعطّل هذه الصمّامات ، ومن الممكن أن تظهر دوالي الخصية إذا كان هناك انسداد في أوردة أكبر وأعلى في البطن ، فهذا يزيد الضغط على الأوردة الصغيرة في كيس الصفن فيؤدّي إلى توسّعها وتمدّدها ، وفي الغالب لا يحدث هذا إلا نادراً عند الرّجال فوق الأربعين من العمر ، على سبيل المثال إذا كانت دوالي الخصية قد ظهرت فجأة في رجل كبير السن فقد يُشير هذا إلى وجود ورم في الكلى يسبب ضغطاً على الأوردة.
أما عن سبب حدوثها في عمر البلوغ بشكل أكبر ، فذلك لأن فترة البلوغ هي فترة نموّ الخصيتين بسرعة ، وتحتاجان أيضاً إلى مزيد من الدم لمواكبة مُتطلّباتهما الغذائية ، فإذا كانت الصمّامات لا تعمل بالشكل المطلوب ، فإنّ ذلك يؤدّي هذا ظهور الدوالي نتيجة قصور قدرة هذه الأوردة على تحمّل كميات الدم الإضافية كلها.
أما السّبب في أن أغلب الحالات تكون على الجهة اليسرى فهو كما ذُكر سابقاً نتيجة لاختلاف التركيب التشريحيّ لهذه المنطقة بين اليمين واليسار ، فيُعتبر موقع وريد الخصية الأيسر أكثر عرضة لكميّة الدم العائدة من وريد الخصية الأيمن.
