O reflexo de Babinski pode ser causado por transtornos neurológicos afetando o cérebro, medula espinhal e sistema nervoso. Por exemplo, esclerose lateral amiotrófica, também conhecida como doença de Lou Gehrig, é uma doença das células nervosas no cérebro e medula espinhal que causa movimento muscular involuntário, e está diretamente ligada a pessoas sofrendo do reflexo de Babinski. Outros transtornos neurológicos que causam o sinal de Babinski incluem convulsão tônico-clônica generalizada, esclerose múltipla, acidente vascular cerebral e siringomielia.
Transtornos hereditários são uma causa menos comum do sinal de Babinski do que outras influências. Paralisia periódica hipocalêmica, uma condição hereditária que causa episódios de fraqueza muscular extrema, pode causar o reflexo de Babinski durante um episódio severo de paralisia. Outro transtorno hereditário levando ao sinal de Babinski é a ataxia de Friedreich, uma doença hereditária que afeta músculos e coração.
Doença ou infecção podem causar o reflexo de Babinski devido ao estresse causado ao corpo. Isso acontece em alguns casos severos de meningite, uma infecção viral ou bacteriana que causa inflamação das membranas que cobrem o cérebro e medula espinhal. Outras doenças ou infecções levando ao reflexo de Babinski incluem tumor cerebral ou da medula espinhal, encefalopatia hepática, anemia perniciosa, poliomielite, raiva e artrite tuberculosa.
Quando lesão severa no corpo afeta a função neurológica, o reflexo de Babinski tem potencial para ocorrer. Trauma craniano, que tem alta probabilidade de danificar o cérebro, pode causar o reflexo de Babinski. O reflexo também pode ocorrer como resultado de lesão da medula espinhal.