Alun Cairns sade att det var "orange" att platser i dalarna, som fick EU-stöd, registrerade den starkaste vänsterrösten i folkomröstningen.
Men han sade att EU:s politik inte har någon "koppling" med allmänheten.
Han berättade för BBC: s Sunday Politics Wales att finansieringen inte hade haft någon inverkan.
Inom ramen för EU:s nuvarande finansieringsprogram, som löper mellan 2014 och 2020, får Wales 1,8 miljarder pund i strukturfonder.
Största delen av pengarna spenderas i norra Wales, västra Wales och södra Wales dalgångar.
Cairns, som stödde Remain-kampanjen, sade: "I det perspektivet anser jag att alla måste titta på den typ av EU-politik som utvecklades av den walesiska regeringen, men också av den brittiska regeringen, som uppenbarligen inte hade denna koppling till allmänheten.
"Publiken kände inte igen de resultat som kom från den politiken."
Han tillade: "Jag tror att den typ av mål 1-finansiering som vi alla har hört talas om i många år, som vi brukade kalla det, egentligen inte har haft den effekten.
"Och jag tror att alla församlingsmedlemmar i alla politiska partier måste reflektera över det."
Det fanns för mycket komplexitet och byråkrati i det sätt på vilket pengar användes från början, sade Cairns.
Även om EU-finansierad politik hade blivit mer effektiv, "slutligen har de inte haft kontakt med människor och jag anser att vi måste reflektera och människor behöver se resultat", sade han.
"Det handlar inte om hur mycket pengar som spenderas för att gå in - det är vad som kommer ut i slutet."
David Davies, pro-Brexit konservativ parlamentsledamot för Monmouth, har sagt att han kommer att samarbeta med den walesiska regeringen för att se till att Wales får sin beskärda del av de pengar som sparas genom att lämna EU.
I fredags krävde förste minister Carwyn Jones enighet inom Labourpartiet och nationen och sade att det nu skulle vara "svårare att locka till sig investeringar i Wales och behålla jobben i Wales".
Söndag Politik Wales är på BBC One Wales klockan 10:00 BST
Församlingens medlemmar bör ta reda på varför samhällen som får stora summor EU-medel röstade för Brexit, sade den walesiske sekreteraren.