Có 3 nguyên nhân chính gây bệnh lem láp hạt lúa là: do loài nhện gié, do vi khuẩn và do nấm bệnh. Bên cạnh đó thì tác động của môi trường bất lợi cũng tạo điều kiện thuận lợi cho loại bệnh hại này.
Nấm: nghiên cứu cho thấy có đến 12 loại nấm khác nhau gây nên loại bệnh này trên hạt lúa và đây chính là nguyên nhân gây lem lép hạt phổ biến nhất. Một số loài nấm gây bệnh lem lép hạt lúa như: Bipolaris oryzae, Alternaria padwickii, Fusarium sp, Phoma sp, Curvularia lunata, Microdochium oryzae, Pyricularia oryzae, Sarocladium oryzae, Septoria sp, Ustilagonoides virens, Tilletia barclayana.
Vi khuẩn Pseudomonas glumae (Bukhoderia glumae): loài vi khuẩn này làm thối đen hạt hoặc gây vết bệnh trên vỏ hạt.
Nhện gié: nhện gié thường sống trong các bẹ lá lúa, khi mật độ cao chúng bò lên trên bông lúa chích hút các gié lúa đang phát triển, những bông lúa bị hại thường mọc thẳng đứng và phần lớn số hạt đều bị lép.