具体发病机制仍未完全解释清楚。关于翼状胬肉的发病机制目前存在多种学说。早期的研究中发现翼状胬肉组织中有大量的淋巴细胞、浆细胞浸润和肥大细胞反应，从而认为翼状胬肉的发病过程中存在着免疫学机制。研究还发现翼状胬肉组织中有IgG、IgE及少量IgA和IgM存在，且基底膜有颗粒状免疫球蛋白和C3沉积，因此认为翼状胬肉的发病与Ⅰ型及Ⅲ型变态反应有关。但肥大细胞仅在翼状胬肉上皮下的基质中，尤其是变性的弹力纤维附近出现，在上皮层及角膜缘未检测到，因此目前不能判断免疫反应在翼状胬肉的发病过程中是原发性还是继发性改变。

　　近年来关于翼状胬肉发病机制的研究取得了很多十分有意义的结果，Coroneo综合了近年的研究结果，提出了翼状胬肉发病的两阶段（two-stage）发展的假说。这一假说将翼状胬肉的发病过程人为地分为2个阶段：在第1阶段，角膜缘干细胞受到破坏，角结膜屏障功能发生障碍；第2阶段，细胞增生活跃，并发生炎症、血管化和结缔组织重塑形，角膜“结膜化”，从而发生翼状胬肉。这一假说与以前认为翼状胬肉是变性性疾病的概念相反医学`教育网搜集整理。

　　根据“两阶段”学说，角膜缘干细胞功能障碍是翼状胬肉发病的基础。如前所述，来自颞侧的光线投射至鼻侧角膜缘的后面时，其光线的强度可被放大20倍，此处上皮基底细胞从后面受“打击”，可造成干细胞的功能障碍及数目减少。而完整的角膜缘是阻止结膜向角膜生长的屏障，一旦此屏障被破坏则使增生活跃的结膜成纤维细胞（一说是转化了的角膜缘干细胞）易于向角膜方向生长。