Penyebab pertama yang paling sering ditemukan adalah Layu Fusarium atau kerap disebut sebagai penyakit Panama, yang disebabkan oleh jamur patogen di dalam tanah. Patogen ini masuk melalui akar yang terluka, lalu mengkolonisasi jaringan pengangkutan air atau xilem, sehingga daun-daun tua mulai menguning dari bagian tepi sebelum akhirnya patah di pangkal pelepah. Ciri khas serangan ini adalah adanya warna kecokelatan atau kemerahan pada pembuluh batang semu ketika dipotong melintang. Tanaman yang terinfeksi oleh Fusarium sangat sulit disembuhkan karena spora jamur mampu bertahan di dalam tanah hingga puluhan tahun, sehingga pencegahan dan sanitasi lahan adalah kunci utamanya.
Penyebab kedua yang tidak kalah penting untuk diwaspadai adalah Layu Bakterial atau Moko Disease yang menyebar dengan cepat melalui alat pertanian yang terkontaminasi, serangga penyerbuk, atau bibit yang telah terinfeksi. Berbeda dengan Fusarium, infeksi bakteri ini menyebabkan seluruh bagian tajuk tanaman layu secara mendadak, buah di dalam tandung membusuk berwarna cokelat kehitaman, serta sering mengeluarkan lendir bakteri jika batang semunya ditekan atau dipotong. Di musim kemarau, penyebaran penyakit ini bisa diperparah oleh aktivitas hewan pelindung tanaman atau luka mekanis saat penyiangan gulma di sekitar rumpun pisang.
Selain faktor penyakit, layu pada pisang juga bisa murni disebabkan oleh cekaman kekeringan akibat kurangnya pasokan air irigasi selama berbulan-bulan tanpa hujan. Tanaman pisang membutuhkan suplai air yang sangat tinggi untuk mendukung proses fotosintesis dan pembentukan tandan buah, sehingga kekurangan air drastis akan membuat daun menggulung, mengering, dan batang semu tampak dehidrasi. Untuk membedakan antara layu karena patogen dan kekeringan, pekebun harus memeriksa kelembapan tanah di sekitar perakaran serta mengamati gejala internal pada batang semu tanaman yang menunjukkan gejala layu paling parah.