Eozynofile odpowiedzialne są za zwalczanie pasożytów, mają też udział w reakcjach alergicznych. W warunkach fizjologii są obecne w śluzówce przewodu pokarmowego, natomiast ich obecność w głębiej położonych tkankach niemal zawsze świadczy o patologii. Czynniki odpowiedzialne za inicjację nacieczenia ściany jelita przez eozynofile w eozynofilowym zapaleniu żołądka i jelit nie są dobrze poznane. Możliwe, że różne mechanizmy patogenetyczne występują w różnych grupach chorych. U niektórych pacjentów opisywane były alergia pokarmowa i zmienna odpowiedź IgE na alergeny pokarmowe, co sugeruje rolę nadwrażliwości w patogenezie choroby. U części pacjentów stwierdza się dodatni wywiad w kierunku schorzeń z kręgu atopii, wyprysku atopowego, astmy itp.
Rekrutacja eozynofilów do tkanki zapalnej jest złożonym procesem, regulowanym przez szereg cytokin prozapalnych. W przebiegu eozynofilowego zapalenia żołądka i jelit odpowiedzialnymi za rekrutację i degranulację eozynofilów cytokinami mogą być IL-3, IL-5 i GM-CSF. Stwierdzono ich obecność w zmienionej chorobowo ścianie jelita metodami immunohistochemicznymi. Ponadto, wykazano, że eotaksyna odgrywa kluczową rolę w taksji eozynofilów do lamina propria śluzówki żołądka i jelita cienkiego.