Причина остеонекроза неизвестна и может быть связана с аномальной резорбцией костной ткани, что приводит к чрезмерному отложению солей кальция в кости с мраморным или слоноподобным видом и повышенной хрупкостью. Существует семейная история заболевания, чаще всего у детей от кровосмесительных браков. Считается, что это наследственное заболевание. Существует два типа заболевания — легкое и тяжелое, причем легкие формы наследуются доминантно, а тяжелые — рецессивно. Caffey предполагает, что в основе патологии остеолиза лежит нарушение всасывания и удержания кальцифицированного хрящевого матрикса во время формирования кости в хряще, что приводит к сужению или даже закупорке костномозговой полости, образованию склеротической и хрупкой кости, утолщению костной коры и утолщению отменных трабекул, не оставляя четкой демаркации между костной корой и остеофитами. Микроскопически видно, что остеокласты имеют аномальную потерю неровных краев, что указывает на их неактивность. В черепе преимущественно вовлекается основание черепа, а в тяжелых случаях может быть вовлечена и крышка черепа.