Hội chứng chèn ép tĩnh mạch chủ trên do ung thư là hậu quả của sự tắc nghẽn dòng chảy khi máu qua tĩnh mạch chủ trên. Sự tắc nghẽn tĩnh mạch có thể do khối u xâm lấn hoặc chèn ép từ bên ngoài tĩnh mạch ở các cơ quan lân cận như hạch lympho, khối u trung thất, phổi phải hoặc do huyết khối tĩnh mạch,...