關於青光眼視神經損害的機制主要有兩種學說，即機械學說和缺血學說。機械學說強調視神經纖維直接受壓，軸漿流中斷的重要性；缺血學說則強調視神經供血不足，對眼壓耐受性降低的重要性。目前一般認為青光眼視神經損害的機制很可能為機械壓迫和缺血的合並作用。
視神經血管自動調節功能紊亂也是青光眼視神經損害的原因之一。正常眼壓存在一定波動性，視神經血管根據眼壓的高低，通過增加或減少自身張力以維持恆定的血液供應。如血管自動調節功能減退，當眼壓升高時，血管不能自動調節，視神經血液供應可明顯減少，以至造成病理性損害。
目前已比較清楚地認識到，青光眼屬於一種神經變性性疾病。青光眼視神經節細胞的凋亡及其觸突的變性，以及伴隨而來的視功能進行性喪失，都源自於急性或慢性神經節細胞損害的後遺變性。
眼壓升高、視神經供血不足作為原發危險因素改變了視神經節細胞賴以生存的視網膜內環境；興奮性谷氨酸、自由基、氧化氮增加，生長因子的耗損或自身免疫性攻擊等繼發性損害因素，都可能導致神經節細胞及其觸突的凋亡和變性。因此，治療青光眼在降低眼壓的同時，還應考慮改善患者視神經血液供應，並采用谷氨酸受體的阻斷劑、自由基清除劑或神經營養因子、生長因子進行視神經保護性治療。