近50年來最流行的解釋眼新生血管形成的理論認為缺氧是刺激新生血管形成的主要因素，是組織對缺氧的一種反應。Ashton等和Wise曾提出視網膜靜脈或毛細血管的阻塞可激發新生血管形成。這些血管阻塞導致循環障礙與細胞缺血或缺氧，缺氧但未壞死的細胞可產生血管生成因子，誘發新生血管。人類牛和兔的視網膜提取物具有：①在牛血管內皮細胞培養中刺激細胞增殖的能力；②刺激雞胚卵黃囊膜新生血管生成的能力。實驗性猴眼作視網膜中央靜脈阻塞，隨后出現虹膜新生血管或新生血管性青光眼，其房水、玻璃體或眼內液中出現血管增殖活性然而，正常眼房水、玻璃體或眼內液則無此活性。新近研究證明，在糖尿病視網膜病變和視網膜靜脈阻塞等視網膜缺血性疾病中，眼內血管內皮生長因子含量明顯增高從而引起虹膜新生血管形成。
Latikaien等觀察48例視網膜中央靜脈阻塞患者，發現非缺血型組虹膜血管正常未發生新生血管性青光眼；缺血型組，虹膜紅變的新生血管性青光眼則較常見。此外，虹膜本身的慢性缺氧、炎癥腫瘤和血管原發因素等均可致虹膜新生血管。
經臨床觀察及現代實驗室基礎研究發現新生血管與毛細血管基底膜溶解，內皮細胞趨化和移行，有絲分裂，突起血管小芽形成、發育等。這一系列過程與多種血管生長因子及抑血管生長因子失控失調有關。
對虹膜新生血管的發病機制尚不明確。通常認為與視網膜色素上皮-Bruch膜-虹膜新生血管復合體改變有關。黃斑部視網膜有著極高的代謝要求，需氧量多，血管分布又不同于其他部位。因此變性炎癥和外傷等有可能造成黃斑部外層視網膜缺血缺氧，從而產生血管生成因子刺激虹膜新生血管新生，形成視網膜下新生血管。Archer用光凝造成恒河猴視網膜內層血液供應減少和Bruch膜破裂，誘發了虹膜新生血管形成的動物模型，并認為影響虹膜新生血管形成主要有兩種因素：一是Bruch膜的破裂二是外層視網膜細胞結構或成分的改變。