กลุ่มอาการโซลลิงเจอร์-เอลลิสันนั้นมีสาเหตุมาจากเนื้องอกตรงบริเวณส่วนบนของตับอ่อนและส่วนต้นของลำไส้เล็ก (มักจะอยู่ในส่วนที่เรียกว่าสามเหลี่ยมแกสตริโนมา (Gastrinoma triangle) ถึง 90% ซึ่งจะถูกยึดเอาไว้โดยพอร์ตาเฮปาติคัส (Porta hepaticus) , ส่วนกลางของตับอ่อน, และส่วนที่สองของลำไส้เล็กส่วนดูโอดีนัม) โดยเนื้องอกเหล่านี้จะผลิตฮอร์โมนแกสตรินอีกประเภทหนึ่ง เรียกว่าฮอร์โมนแกสตริโนมา (Gastrinoma) ซึ่งระดับของฮอร์โมนที่สูงจึงก่อให้เกิดการหลั่งกรดมากเกินไปในกระเพาะอาหาร

สาเหตุของการเกิดเนื้องอกอาจเกิดจากการติดเชื้อไวรัสในกระเพาะ (เช่นไซโทเมกาโลไวรัส (Cytomegalovirus) , ไวรัสเริมชนิดที่ 1 (Herpes simplex virus Type I) เป็นต้น) เคยรับการฉายรังสีที่มีผลต่อช่องท้อง หรือรับยาที่ทำให้เกิดโรคกระเพาะเช่นเคมีบำบัดมะเร็ง (Chemotherapy) , มีการอักเสบจากเม็ดเลือดขาวอีโอซิโนฟิลในกระเพาะ และการที่เยื่อบุในกระเพาะแบ่งตัวมากผิดปกติ จากภูมิแพ้ของกระเพาะเป็นต้น

ความผิดปกติจะเกิดขึ้นเมื่อฮอร์โมนแกสตรินทำปฏิกิริยากับแพริทัลเซลล์มากกว่าปกติ (Parietal cell) ทำให้เซลล์ดังกล่าวหลั่งไฮโดรเจนอิออนจำนวนมากกว่าปกติเข้าไปยังท่อทางเดินอาหาร (Stomach lumen) นอกจากนี้ฮอร์โมนแกสตรินยังทำหน้าที่เป็นตัวแปรเชิงโภชนาการให้กับแพริทัลเซลล์อีกด้วย ส่งผลให้เซลล์ดังกล่าวขยายจำนวนขึ้นถึงขั้นที่ผิดปกติหรือไฮเปอร์เพลเซีย (Hyperplasia) จึงทำให้เซลล์ที่ทำหน้าที่หลั่งกรดมีจำนวนมากขึ้นตามไปด้วย และทำให้เซลล์หลั่งกรดแต่ละเซลล์หลั่งกรดในปริมาณที่เพิ่มขึ้นอีกด้วย ซึ่งส่งผลไปถึงความเข้มข้นของกรดที่มีสูงขึ้นและทำให้เกิดแผลในกระเพาะอาหาร (Peptic ulcer) ในที่สุดทั้งในกระเพาะอาหารและลำไส้เล็กส่วนดูโอดีนัม ซึ่งถ้ายังไม่รักษา แผลก็จะมากขึ้นและลึกขึ้นทั้งในกระเพาะอาหารและลำไส้เล็ก

ผู้ป่วยที่เป็นกลุ่มอาการโซลลิงเจอร์-เอลลิสันจะมีอาการปวดบริเวณช่องท้องและท้องร่วง แต่ยังมีผลวินิจฉัยที่รายงานเกี่ยวกับผู้ป่วยที่ไม่แสดงอาการของโรคนี้เลย แม้ว่าจะมีแผลรุนแรงบริเวณกระเพาะอาหารและลำไส้เล็กก็ตาม

ฮอร์โมนแกสตริโนมาอาจเกิดขึ้นได้ ทั้งกรณีที่มีเนื้องอกงอกขึ้นมาที่ตับอ่อนเป็นเนื้องอกเดี่ยว และกรณีที่มีเนื้องอกขนาดเล็กงอกขึ้นมาหลายเนื้องอก ซึ่งเป็นได้ทั้งสองกรณี โดยพบว่าฮอร์โมนแกสตริโนมาประมาณครึ่งหนึ่งถึงสองในสามมีลักษณะเป็นเนื้อร้ายที่มักลามไปยังตับและปุ่มน้ำเหลืองที่อยู่ใกล้ๆ กับตับอ่อนและลำไส้เล็ก ยังพบอีกว่ามีผู้ป่วยประมาณ 25% ที่มีเนื้องอกจากฮอร์โมนแกสตริโนมาขนาดเล็กงอกขึ้นมาหลายจุดที่ถูกจัดให้อยู่ในจำพวกอาการเนื้องอกหลายต่อมไร้ท่อประเภทที่ 1 (Multiple Endocrine Neoplasia I หรือ MEN I) โดยผู้ป่วยเป็นเนื้องอกหลายต่อมไร้ท่อประเภทที่ 1 นี้จะมีเนื้องอกงอกเพิ่มขึ้นมาบริเวณต่อมพิทูอิทารีและต่อมพาราไทรอยด์ ซึ่งเป็นเนื้องอกที่งอกเพิ่มมาจากเนื้องอกบริเวณตับอ่อน

ขอบคุณข้อมูลจากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี