马凡氏综合征的主要受害器官是骨骼、心血管及眼睛。其发病原因及机理尚不太清楚，但从病变的组织看，主要是弹性纤维和胶原纤维受损。可能是因为弹性蛋白和胶原组织肽链之间的横向联合受损，即赖氨酰氧化酶缺陷。此外与酸性粘多糖沉积、唾液酸增多、透明质酸堆积、硫酸软骨素形成不良或过度破坏有关。

人类对于马凡氏综合征的认识是逐步深入的。

1896年Marfan因1名骨骼异常的5岁女孩而发现此病，当时命名为"蜘蛛脚样指（趾）"，1914年 Boerger首先将晶状体异位与蜘蛛脚样指（趾）联系在一起。

1931年Weve总结收集大量该种病例并正式命名为马凡氏综合征，并且认为该病是一种显性遗传性疾病。过去一直把结缔组织细胞外基质分子，如胶原、弹性硬蛋白和透明质酸等异常改变视为病因。

近年来通过分子生物学研究认为该病是由于原纤维蛋白 （FBN1）缺陷造成的，并已将该缺陷基因定位于15q21.1。原纤维蛋白是一种350KD的糖蛋白，它与3种较小的蛋白质构成微原纤维结合性弹性硬蛋白，此种硬蛋白广泛存在于多种器官中，如眼睫状小带、主动脉中层、骨膜等。研究证明，马凡氏综合征患者的皮肤以及培养皮肤的成纤维细胞，均缺乏微原纤维结合性弹性硬蛋白。 肺组织的胶原含量超过肺组织净重的10%。Reye证实肺结缔组织纤维断裂的病理形态学的改变，与该综合征的心血管系统的弹力层的病变一致。