非常に早期に生まれた新生児では、網膜に血液を供給する血管の成長がしばらくの間止まることがありますが、成長が再開したとき、無秩序な形で発育してしまいます。この無秩序で急速な成長が進む際に、微小な血管が出血し、その結果瘢痕(はんこん)化することがあります。重症例の多くでは、この過程からいずれは網膜剥離(もうまくはくり)が起こって視力が失われます。血液中の酸素濃度が高い場合も、この未熟児網膜症を引き起こすリスクが高まります。