A dor orbital é frequentemente causada por doenças dos músculos, vasos sanguíneos, nervos e outros tecidos moles na órbita e no osso orbital, ou por inflamação, trauma ou tumores nos órgãos adjacentes. Além disso, a fadiga visual causada pelo uso excessivo dos olhos, erro refractivo, prescrição imprópria de óculos e visão antiga também pode causar dor orbital.