兒童肥胖病發原因多樣，主要分為單純性肥胖癥和病理性肥胖癥兩類，其中單純性肥胖癥在兒童群體中最為常見，約占兒童肥胖總數的95%，而病理性肥胖癥則是由其他疾病引發的，僅占兒童肥胖的5%。

單純性肥胖癥的發病原因尚不完全明了，一般來說，這與遺傳、飲食習慣、生活方式、環境以及神經內分泌與能量代謝等多方面因素有關。具體來說，遺傳因素在肥胖病發中起著重要作用，具有家族肥胖傾向的兒童，在父母雙方肥胖的情況下，其子女肥胖的概率大約為70%至80%；如果父母中僅有一人肥胖，子女發生肥胖的幾率大約為40%至50%；而如果父母雙方都是瘦體型，子女發生肥胖的可能性則降至9%至14%。

喂養方式及飲食習慣也是影響肥胖的重要因素。過度的喂養，使得過多的能量轉化為脂肪儲存在體內，從而導致肥胖。飲食習慣和食品質量、數量受社會和家庭的影響，我國大部分城市家庭已達到小康水平，食物選擇豐富多樣，尤其是一些獨生子女，除了攝入過多，還偏愛葷食、油膩、甜食和零食，使得能量攝入過多，肥胖發生率增高。

久坐的生活方式也是肥胖發生的重要危險因素。西方工業化國家的久坐生活方式，使得肥胖發生率上升。近十年來，這一趨勢在我國也日益明顯，比如學齡兒童缺乏運動，每天放學后要完成大量的課外作業，或者有的孩子長時間看電視。

環境因素對肥胖病發的影響是復雜的，包括社會因素、家庭文化水平、經濟基礎、生活習慣和環境污染等因素，這些因素都和肥胖病發有一定的關聯。比如，在人們從貧困走向富裕的過程中，往往攝入碳水化合物過多，而蛋白質攝入不足，這種“小康型飲食”可能導致營養不良性的肥胖。

肥胖病發的根本原因是攝食過多和能量消耗過少，導致能量正性不平衡。目前，學術界普遍認為，調節攝食的中樞位于我們大腦的一個特殊結構——下丘腦，其外側是饑餓中樞、內側核是飽足中樞。多種復雜的因素可以作為信號物質，通過神經、體液向攝食中樞發出信號，促使攝食中樞調節攝食活動。

繼發于其他疾病的肥胖，這部分的肥胖屬于病理性肥胖。其發病原因就是原發病，比如皮質醇增多癥、高胰島素血癥、甲狀腺功能減退癥、多囊卵巢綜合征、勞-蒙-畢綜合征、貝-韋綜合征等疾病，這些疾病都可能導致肥胖病發。