格林巴利综合症确切病因未完全明确，认为与感染因素和自身免疫反应密切相关，感染因素有空肠弯曲菌感染及巨细胞病毒等病毒感染，自身免疫反应包括产生自身抗体攻击周围神经及细胞免疫参与加重神经炎症损伤，不同人群发病风险和表现有差异。
感染因素：
空肠弯曲菌感染：是最常见的前驱感染因素，约50%以上的格林巴利综合症患者在发病前有空肠弯曲菌感染史。空肠弯曲菌感染后，其菌体表面的某些结构与周围神经组织存在相似的抗原表位，机体免疫系统在清除空肠弯曲菌时，会错误地对周围神经组织发起攻击，引发免疫反应损伤神经。例如，研究发现空肠弯曲菌感染后2-3周左右易出现格林巴利综合症相关症状。
病毒感染：如巨细胞病毒、EB病毒、肝炎病毒、HIV等感染也可能与格林巴利综合症发病有关。病毒感染后，病毒可以直接侵犯神经组织，或者通过激发机体免疫反应间接损伤神经。比如，EB病毒感染后，可能会改变神经组织的抗原性，启动自身免疫攻击。
自身免疫反应：
机体免疫系统异常激活，产生多种自身抗体攻击周围神经。这些抗体可以作用于周围神经的髓鞘、轴突等结构，导致神经传导功能障碍。例如，在格林巴利综合症患者体内可检测到针对神经髓鞘相关成分的抗体，如抗髓鞘相关糖蛋白抗体等，这些抗体的存在会破坏神经髓鞘，影响神经冲动的正常传导。
细胞免疫也参与其中，T淋巴细胞等免疫细胞被激活后，会释放细胞因子等炎症介质，进一步加重神经组织的炎症损伤，导致神经出现脱髓鞘改变或者轴突损伤等病理变化。
不同年龄、性别、生活方式和病史的人群在格林巴利综合症发病中的风险和表现可能有所不同。例如，儿童和青壮年相对更易在感染后发生格林巴利综合症；一般来说，性别之间在发病率上无显著差异，但不同性别患者在疾病严重程度和恢复情况上可能因个体差异有所不同；生活方式健康与否可能影响机体免疫力，进而影响格林巴利综合症的发病风险，比如长期吸烟、酗酒等不良生活方式可能降低机体免疫力，增加感染风险从而间接增加格林巴利综合症发病可能；有自身免疫性疾病病史的人群，自身免疫调节机制异常，发生格林巴利综合症的风险可能相对较高，需要更加密切监测神经功能等情况。
