Quale meccanismo porti alla densa infiltrazione tipica della gastroenterite eosinofila non è chiaro. È possibile che diversi meccanismi patogenetici siano coinvolti nei diversi sottogruppi di pazienti. Allergia al cibo e una risposta IgE variabile alle sostanze alimentari è stata osservata in alcuni pazienti. Ciò implica un ruolo della ipersensibilità nella patogenesi. Molti pazienti infatti hanno una storia di altre condizioni di atopia come l'eczema, l'asma, la rinite allergica ed altre.