多囊卵巢综合征的发生与遗传因素、内分泌失调、代谢因素相关。遗传具易感性，影响内分泌系统发育；内分泌失调因下丘脑-垂体-卵巢轴调节异常及胰岛素抵抗，前者受不良生活方式影响，后者致雄激素过多等表现；代谢因素中肥胖使雄激素增多，血脂异常影响卵巢功能，儿童期或青春期的不良状况会增加患病风险。
内分泌失调
下丘脑-垂体-卵巢轴调节异常：下丘脑分泌的促性腺激素释放激素（GnRH）脉冲频率和幅度异常，会影响垂体分泌促卵泡生成素（FSH）和促黄体生成素（LH），导致LH/FSH比值升高。正常情况下，FSH促进卵泡发育，LH促进排卵和黄体形成，而异常的LH/FSH比值会干扰卵巢的正常排卵功能，使卵巢不能正常排出成熟卵子，从而引发多囊卵巢综合征。从生活方式角度，长期的不良生活方式，如过度节食、缺乏运动等，可能会进一步打乱下丘脑-垂体-卵巢轴的调节，加重内分泌失调的情况。对于青春期女性，由于内分泌系统尚不稳定，这种调节异常更容易发生，而如果青春期时就存在不良生活方式，会使内分泌失调的问题更加突出。
胰岛素抵抗：约50%-70%的多囊卵巢综合征患者存在胰岛素抵抗。胰岛素抵抗是指机体对胰岛素的敏感性降低，为了维持正常的血糖水平，胰腺会分泌更多的胰岛素，导致高胰岛素血症。高胰岛素血症会刺激卵巢分泌过多的雄激素，同时还会影响肝脏性激素结合球蛋白的合成，使游离雄激素增加，进而出现多毛、痤疮、月经紊乱等多囊卵巢综合征的表现。在不同年龄阶段，胰岛素抵抗的影响有所不同，对于育龄女性，胰岛素抵抗可能会直接影响生殖内分泌功能，导致排卵障碍和不孕等问题；而对于儿童期开始出现肥胖等情况的个体，胰岛素抵抗可能从早期就开始对内分泌系统产生不良影响，随着年龄增长逐渐发展为多囊卵巢综合征。
代谢因素
肥胖：肥胖尤其是中心性肥胖与多囊卵巢综合征密切相关。肥胖患者体内脂肪组织增多，脂肪细胞可以将雄激素前体物质转化为雄激素，同时脂肪细胞分泌的瘦素等脂肪因子也会影响内分泌系统，进一步加重雄激素过多的状态。从年龄方面，儿童期或青春期如果出现肥胖，会增加成年后患多囊卵巢综合征的风险。例如，有研究发现，青春期前肥胖的女性，到青春期后发生多囊卵巢综合征的几率明显高于体重正常的同龄人。对于女性来说，肥胖引起的代谢紊乱会通过多种途径干扰卵巢的正常功能，导致多囊卵巢综合征的发生和发展。
血脂异常：多囊卵巢综合征患者常伴有血脂异常，如甘油三酯升高、高密度脂蛋白胆固醇降低等。血脂异常会影响血管内皮功能和血液流变学，同时也可能通过影响卵巢局部的代谢环境，间接影响卵巢的功能。在不同生活方式下，血脂异常的发生风险不同，长期高热量、高脂肪饮食的人群，血脂异常的发生率较高，进而增加多囊卵巢综合征的发病风险。对于有家族高脂血症病史的个体，即使生活方式相对健康，由于遗传等因素的影响，血脂异常的风险也可能较高，从而更容易引发多囊卵巢综合征。
