病理变化主要是炎症和纤维化使瓣叶变硬,缩短,变形,导致瓣叶在收缩期开放和舒张期关闭的异常。多数患者合并主动脉瓣狭窄。主动脉瓣关闭不全还可见于先天性畸形:二叶式主动脉瓣,主动脉瓣穿孔,室间隔缺损伴主动脉瓣脱垂等;以及结缔组织疾病如系统性红斑狼疮,类风湿性关节炎等。引起二尖瓣脱垂综合征的瓣膜粘液样变样亦可累及主动脉瓣而致主动脉瓣关闭不全。升主动脉病变可造成主动脉根部的扩张,导致主动脉瓣环的扩大,舒张期正常的主动脉瓣闭合不全,引起主动脉瓣返流。常见病因有:马凡综合征,升主动脉瓣样硬化,主动脉窦动脉瘤,梅毒性主动脉炎,升主动脉囊性中层坏死,严重高血压,以及特发性主动脉扩张。