呕吐出血的病因很多，以咽部，食管黏膜受损出血为多见，常出血量较少，表现为呕吐物中带有血液。
若呕吐猛烈或呈喷射状，则会使食管下端及贲门撕裂受伤，可能为多处撕裂或者裂口撕裂大血管而导致迅速而大量的出血。还有一些病因如食管炎，食管裂孔疝，食管静脉曲张，糜烂出血性胃炎，消化性溃疡，胃癌、胃黏膜血管异常等，都会发生胃出血和呕吐血的。