最常见的为脑卒中，脑外伤、血管炎等脑血管疾病、脑肿瘤等也可能出现该症状。肌萎缩侧索硬化也可能累及丘脑底核区域，引起偏身投掷症。

近年也有报道偏身投掷症是由非酮症性高血糖或 HIV 感染偏瘫患者引起的，目前把非酮症性高血糖引起的偏身投掷症称为 Hemichorea-Hemiballismus 综合征，主要是因为高血糖或高粘血症引起的对侧丘脑底核变化，一般在纠正高血糖后，偏身投掷症即消失。而偏瘫患者感染 HIV 后，免疫系统出现缺陷，感染上脑弓形虫病，该病会引起基地神经节病变，导致偏身投掷症。