引起预防接种异常反应的原因十分复杂，其中有些原因已搞清楚，有些尚不清楚；有些可能是单一因素引起的，有些则是几种因素共同作用的结果。

概括起来有以下2个方面：

疫苗及疫苗中的附加物：疫苗生产过程中，常添加一些必不可少的物质，如细胞生长因子(小牛血清、鸡胚细胞)，细胞(原代细胞、传代细胞)、培养基异种蛋白、抗生素和疫苗稳定剂(明胶等)，在制造后期如去除不尽，可引起反应。乙型脑炎灭活疫苗使用地鼠肾细胞培养制备，因为培养液含有小牛血清，假如在生产过程中去除不尽，即使含有极微量的残余小牛血清，若再次进行注射，也可发生过敏性皮疹、过敏性休克等变态反应。百日咳杆菌，不仅其内毒素具有革兰阴性杆菌内毒素的生物学活性，而且有多种可能的致病因子，如组胺致敏因子(HSF)、促淋巴细胞增多因子(LPF)、不耐热毒素联合疫苗，有时可能发生神经系统合并症。疫苗中的石炭酸(苯酚)、硫柳汞等防腐剂和氨氧化铝剂等，也可能引起异常反应。苯酚与菌体蛋白结合不牢固而容易析出，注射后刺激中枢神经系统，引起胃肠道痉挛而发生呕吐、腹泻、腹痛等症状。硫柳汞用于疫苗的防腐剂已有数十年，20世纪90年代国外有人发现健康人接种疫苗后，有15%-25%受种者对硫柳汞发生迟发性变态反应，其原因是由于反复皮下注射含有硫柳汞防腐剂的结核菌素引起的。铝佐剂能使人体增加1gE抗体的产生，从而可以增加人体致敏程度。

个体因素：在接种疫苗后，受种者或其监护人未如实提供受种者的病史，对患有某种禁忌症的人接种疫苗后，常可引起反应。凡属过敏性体质的人，当机体受同一抗原物质再次或多次刺激后，容易发生过敏反应。有癫痫及脑病的人注射百日咳疫苗容易发生神经并发症；给心血管系统疾患或高血压者接种疫苗易发生晕厥；给肝硬化及门脉高压的人接种，容易引起肝昏迷或大出血；有血小板减少症病史的人接种减毒活疫苗能激发该病的复发；有原发性或继发性免疫缺陷者，或因为接受免疫抑制剂治疗和其他方面因素的影响造成免疫功能衰退者，在接种某些活疫苗后，容易发生异常反应。