肝硬変になると、慢性的な炎症によって肝臓全体が硬く線維化します。その結果、消化管から肝臓へと血液を運ぶ太い血管である門脈（もんみゃく）の血流が激しく滞り、血管内の圧力が異常に高まる「門脈圧亢進症」が発生します。
行き場を失った大量の血液は、肝臓を迂回して心臓へと戻るための側副血行路（バイパス）を探します。その主要な迂回路となるのが食道や胃の粘膜下にある細い静脈です。本来は細い血管に過剰な血液が流れ込むことで、静脈が風船のように膨らみ、蛇行したこぶ（瘤）を形成します。これが食道静脈瘤のメカニズムです。
特に肝機能が著しく低下した非代償期肝硬変では、腹水や黄疸、肝性脳症といった合併症とともに静脈瘤の形成頻度が跳ね上がります。静脈瘤そのものは痛みを伴わないため、血管壁が限界まで引き延ばされるまで患者自身が気づくことは困難です。
