A microcefalia é geralmente o resultado de um desenvolvimento anormal do cérebro, o que pode ocorrer no útero (congênita) ou na infância. Microcefalia pode ser uma doença hereditária. Outras causas são:

• Craniosynostosis: A fusão prematura das articulações (suturas) entre as placas ósseas que formam o crânio do cérebro de uma criança continua a crescer. O tratamento de craniossinostose normalmente significa que a criança precisa de cirurgia para separar os ossos fundidos. Se nenhuma anormalidade subjacente uma cirurgia no cérebro permite uma distância adequada do cérebro para crescer e se desenvolver
• anormalidades cromossômicas. Síndrome de Down e outras condições podem causar microcefalia
• A diminuição de oxigênio no cérebro fetal (anoxia cerebral): algumas complicações da gravidez ou o parto pode reduzir o fornecimento de oxigênio para o cérebro do feto
• A infecção do feto durante a gravidez: Estes incluem a toxoplasmose, citomegalovírus, rubéola (sarampo alemão) e catapora (varicela)
• exposição a drogas, álcool ou alguns produtos químicos tóxicos no útero. Cada um deles colocou a criança em risco de anormalidades cerebrais
• desnutrição grave: não recebendo alimentação adequada durante a gravidez pode afetar o desenvolvimento do bebê
• Fenilcetonúria descontrolada, também conhecido como PKU, na mãe. PKU é um defeito herdado que impede a capacidade do organismo para quebrar o aminoácido fenilalanina