Horner综合征是由交感神经系统中某种途径的损伤引起，交感神经系统是调节心率，瞳孔大小，出汗、血压和其他功能，使人能够快速响应环境变化。Horner综合征中受影响的神经通路一般是分为3组神经元。出现Horner综合征的常见原因就是：
1、一级神经元受到损伤，比如肿瘤，或者是引起神经元保护鞘丢失的疾病，如颈部损伤、脊柱囊肿。
2、二级神经元的损伤，包括有肺癌，髓鞘的肿瘤如神经鞘瘤，主要血管受损如主动脉，胸腔内手术创伤性损伤。
3、三级神经元的损伤，比如沿着颈部的颈动脉、静脉的受损，头骨基部附近的肿瘤或者感染；偏头痛、冲击性头痛，其中冲击性头痛是所有头痛中比较严重的一种，属于血管性头痛之一。儿童Horner综合征最常见的原因，有分娩时颈部或者肩部的受伤，出生时主动脉的缺损，还有荷尔蒙和神经系统的肿瘤，如神经母细胞瘤。