Hội chứng Marfan xảy ra do một khiếm khuyết trong gen fibrillin-1 (FBN1).FBN1 là gen sản xuất ra protein cần thiết để cấu tạo nên các sợi đàn hồi trong mô liên kết. Đột biến gen này có thể làm giảm số lượng và chất lượng của fibrillin-1 trong mô liên kết, dẫn đến sự suy yếu của các cấu trúc.Một người mắc hội chứng này có 50% khả năng truyền bệnh cho con. Bố mẹ không mắc bệnh vẫn có khả năng sinh ra con có hội chứng Marfan. Hầu hết người mắc hội chứng này có một thành viên trong gia đình mắc phải hội chứng. Khoảng 75% người mắc hội chứng thừa hưởng gen bất thường từ bố mẹ mắc bênh. 25% còn lại là kết quả của một đột biến mới trong gen.