Fatores induzidos pela hipóxia, como o fator de crescimento endotelial vascular, (VEGF), desempenham papel central na fase proliferativa da retinopatia da prematuridade, promovendo neovascularização anormal que pode evoluir para complicações como descolamento de retina.

Ocorre, principalmente, em bebês com peso extremamente baixo ao nascer, usualmente entre 1750 e 2000g. Logo, os bebês menores, mais doentes e mais prematuros apresentam maior risco de doença grave

O estágio inicial da retinopatia da prematuridade está associado a estresse oxidativo e inflamatório, decorrente da exposição à hiperóxia, levando ao comprometimento do crescimento vascular e à formação de retina periférica avascular.

A retinopatia da prematuridade resulta de um estágio inicial de interrupção do desenvolvimento vascular da retina, seguido por neovascularização, que tem potencial para o desenvolvimento de descolamento de retina e perda permanente da visão.