Die meisten vaskulären Malformationen treten sporadisch auf und haben keine bekannte genetisch vererbbare Ursache. Es gibt jedoch einige vererbte spezifische vaskuläre Anomalien, wie beispielsweise das hereditäre hämorrhagische Teleangiektasie-Syndrom (auch bekannt als Osler-Weber-Rendu-Syndrom). Dieses Syndrom entsteht durch Mutationen bestimmter Gene (ENG, ACVRL1, gelegentlich SMAD4) und erhöht die Anfälligkeit für Blutungen in verschiedenen Organen.
Vaskulären Malformationen liegen genetische Veränderungen auf Zellniveau zugrunde, jedoch werden sie als sporadisch betrachtet. Dadurch entwickeln sich Gefäßfehlbildungen nur in betroffenen Abschnitten des Körpers. Je früher die genetische Mutation in einer Zelllinie auftritt, desto ausgedehnter ist die Malformation und desto mehr Gewebtypen sind an der Malformation beteiligt.
Eine weitere Besonderheit vaskulärer Malformationen ist das Mosaik. Es ist durch ein Nebeneinander von betroffenen und nicht betroffenen Abschnitten gekennzeichnet, wobei sich diese Areale genetisch unterscheiden. Dieses Mosaikmuster entsteht durch eine somatische Mutation, die nach der Befruchtung auftritt und nicht von einem Elternteil vererbt wird.