Duane sendromu, göz gelişiminde rol oynayan çeşitli genlerdeki mutasyonlardan kaynaklanır. Bu genler, göz hareketini kontrol eden kaslar olan ekstraoküler kasların oluşumunda rol oynar. Bu genlerdeki mutasyonlar ekstraoküler kasların anormal gelişimine yol açarak Duane sendromuna yol açabilir.
Duane sendromuna kromozomal anormallikler veya çevresel faktörler gibi başka faktörler de neden olabilir. Ancak bu nedenler genetik mutasyonlardan çok daha az yaygındır.
Duane sendromu tam olarak anlaşılamayan karmaşık bir hastalıktır. Ancak bozukluğun nedenlerini daha iyi anlamak ve yeni tedaviler geliştirmek için araştırmalar devam etmektedir.