태아소두 기형의 원인은 주로 바이러스 감염으로, 흔히 볼 수 있는 것은 거세포 바이러스, 단순 말라리아, 두드러기, B 형 감염 등이다. 감염이 장기 형성 후기 (임신 13 ~ 40 주) 에 발생하면 바이러스는 모체 혈액순환을 거쳐 태반을 통해 태아에 들어간다. 바이러스가 뇌세포에 침입하면 핵분열을 억제하고 염색체 파열과 왜곡을 일으켜 조직 기관의 발육 장애를 일으켜 태아 중추신경계 발육 이상 또는 다발 기형을 일으킨다.
작은 머리 기형의 특징: 발육 불량, 몸집이 작고, 상대적 머리가 더 작으며, 두개골 모양은 특이성이 변하고, 이마와 베개는 평평하고 좁고, 윗부분은 약간 뾰족하며, 두피가 두꺼워지고, 머리는 굵고, 지능발육은 바보 단계에 정체되어 있으며, 뇌는 퇴행성 변화 (뇌연화 또는 칼슘화) 가 있다.
바이러스 감염으로 인해 작은 머리 기형이 발생하는 것 외에도 유전도 작은 머리 기형을 일으킬 수 있다.