כפילות ראיה מתחלקת לכפילות ראיה חד עינית – רואים כפול דרך עין אחת בלבד – נובעת מבעיות עיניות (ברשתית, בעדשה, אסטיגמטיזם ועוד). לעומת זאת, כפילות ראיה דו עינית – אשר נעלמת בעצימת כל עין בנפרד, מייצגת בעיה נוירולוגית לרוב. ישנם 6 שרירים המזיזים כל עין לכיוונים השונים ואותם מעצבבים 3 עצבים קרניאלים – עצבי הגולגולת.
עצב 3 – מעצבב את רוב השרירים המניעים את העין, לכיוונים שונים, את העפעף ואת האישון. פגיעה שלו תגרום לכפילות ראיה מסוגים שונים, תתכן ורטיקלית (עצם אחד מעל השני) או הוריזונטלית (עצם אחד ליד השני) או אלכסונית, בנוסף העפעף בצד המעורב יהיה צנוח והאישון שעלול גם להיות מעורב במקרים מסויימים יהיה רחב יותר לעומת האישון השני.
עצב 4 – מעצבב שריר אחד האחראי על הורדת העין – פגיעה שלו תגרום לכפילות ראיה ורטיקלית (עצם אחד מעל השני או אכלסוני)
עצב 6 – מעצבב שריר בודד האחראי על תנועת העין כלפי חוץ – פגיעה שלו תגרום לכפילות ראיה הוריזונטלית (עצם אחד ליד השני)
פגיעה בעצבים אלו תוביל לכך שהעיניים לא מביטות יחד לכל הכיוונים ותייצר מעין פזילה. המוח יקבל שתי תמונות שונות שאותן לא יכול לאחד לכדי תמונה אחת ולכן תיווצר ראיה כפולה.
הגורמים העיקריים לפגיעות אלו הן הפרעה בזרימת הדם אל אותם העצבים, הנובעת מנזקים בכלי הדם הקטנים והפרעה בזרימת הדם דרכם הנגרמים מסכרת, יתר לחץ דם, שומנים בדם, עישון, קרישיות יתר ועוד. בנוסף יכולים להיות גורמים מכנים כמו גידול הלוחץ על אחד העצבים או יתר לחץ תוך גלגלתי. ישנן מחלות נוירולוגיות מסויימות היכולות לגרום לכפילות ראיה כמו מיאסתניה גרביס. גורם נוסף לכפילות הראיה הינה מחלה דלקתית של הארובה היכולה לערב שריר אחד או יותר למשל במחלת תירואיד.
