Не хорошо известны точные причины и механизмы из синдром Клиппеля-Фейля (КФС). В общем медицинские исследователи полагают, что КФС происходит, когда ткани эмбриона, который обычно развивается в отдельных позвонков не правильно разделить.
Изолированные КФС (т.е. не связанные с другой синдром) может быть спорадические или унаследованные. Хотя КФС может в некоторых случаях быть вызваны сочетанием генетических и экологических факторов, мутации в генах, по крайней мере три были связаны с КФС: GDF6, GDF3 и MEOX1.
Когда синдром Клиппеля-Фейля является особенностью другой расстройства, такие как фетальный алкогольный синдром, Goldenhar синдром, Wildervanck синдром или Гемифациальный microsomia, среди прочего, это вызвано мутации в генах, вовлеченных в другие расстройства.