多囊卵巢綜合征的發病機制較復雜，目前臨床證據表現其為多因素而引起，但具體原因尚存爭議與分歧。其發病機制包括因人體的HPO軸調節功能出現異常，導致體內的激素相應出現異常，進而出現高雄激素血癥及持續性無排卵的惡性循環。另外，部分患者可能與腎上腺激素刺激腎上腺，導致分泌的雄激素過高有關，部分患者存在胰島素抵抗和高胰島素血癥，引起外周組織對胰島素不敏感而引起。