健康的骨組織要發生骨折，非有巨大暴力不可。但在骨的某些相對纖細部位、或骨結構形態變化大的部位，都易產生應力集中，當受到較長時間的反復、集中的輕微傷力後，首先法身骨梁骨折，並隨即進行修復，但在修復過程中繼續受到外力作用，使修復障礙，骨吸收增加，反復這一過程，終因骨吸收大於骨修復而導致完全骨折。
雖然慢性損傷是疲勞骨折的基本原因，但發生在不同部位時，各有其前置因素，如患者有先天性第1拓骨短小畸形，則足掌負重點就從第1拓骨頭轉移到第2拓骨頭，但第2拓骨干遠較第1拓骨纖細，故易發生骨折。
由於這種骨折常發生在新兵訓練或長途行軍之後，故又稱為行軍骨折，老人多有有骨質疏松，如因慢性支氣管炎而長期咳嗽，肋間肌反復猛烈收縮，則可產生肋骨疲勞給這，田徑運動員和芭蕾舞演員的腓骨下1/3或胫骨上1/3易發生疲勞骨折，這與小腿肌反復、猛烈收縮有關，又與足掌跳躍下著地的間接暴力有關。
疲勞骨折好發於第2拓骨干和肋骨。第3、4拓骨、腓骨遠側和胫骨近側和股骨遠側也可發生。
