Kaksoisnäkeminen johtuu yleensä silmiä liikuttavien lihasten yhteistoiminnan puutteesta tai yksittäisen lihaksen lihaksen halvauksesta, jonka vuoksi silmien hahmottaminen ja yhtenäisen kuvan muodostaminen ei onnistu. Kaksoiskuvia esiintyy silmänliikuttajahermon halvauksessa ja sitä aiheuttavissa sairauksissa (aivoinfarktit, aivoverenvuoto, tuumorit, Ms-tauti ja kasvohermohalvaus) sekä silmänsisäisten häiriöiden aiheuttamana (kaihi).

Joskus myös kaksoiskuvia voi syntyä poskiluun murtumaan liittyvän hermohalvauksen johdosta. Kasvojen ruhjevammoihin tai todettuihin murtumiin liittyviä kaksoiskuvia selvittelee korvalääkäri. Joskus poskiluun asento on kasvon murtuman seurauksena sellaisessa asennossa, että tarvitaan päivystyksellinen leikkaus vammojen hoitamiseksi. Kaksoiskuvien esiintyminen vaatii perusteellisen selvittelyn silmälääkärin johdolla.