Las principales causas de la flebitis se pueden agrupar en tres categorías: daño a las venas, aumento de la coagulación de la sangre y estasis sanguínea (lentitud o estancamiento de la sangre). Cuando las venas están dañadas, se expone el colágeno en la pared de la vena y las plaquetas responden al colágeno iniciando la coagulación.

Los daños a venas pueden producirse por la inserción de catéteres, traumas, infecciones, enfermedad de Buerger, o inyección de sustancias irritantes. El incremento de la tendencia de formación de coágulos puede ser producido por tumores malignos, trastornos genéticos, dietas altas en grasa y anticonceptivos orales.

La inmovilización, donde la sangre se coagula por la disminución del flujo sanguíneo en una zona, puede producirse después de una cirugía, como consecuencia de venas varicosas, por una complicación post-parto o tras un prolongado reposo en cama. En este último caso, los coágulos se forman debido a la inactividad, que permite que la sangre se mueva lentamente y se estanque en las venas y producir coágulos, que al liberarse producen a su vez embolias, que pueden liberarse cuando el paciente se levanta y se reanuda la actividad. Las embolias pueden crear problemas si se alojan en órganos vitales. En caso de  pacientes post- parto si aparece fiebre de 4-10 días después del parto puede indicar flebitis.

En algunos pacientes la flebitis está relacionada con factores hereditarios, incluyendo mutaciones de los genes que controlan la cantidad de factores de coagulación en la sangre.