El SOP es una condición heterogénea y multifactorial, con contribución genética, epigenética y ambiental.
Los mecanismos incluyen disfunción hipotalámica-ovárica, resistencia a la insulina, hiperinsulinemia compensatoria, alteraciones en la secreción de gonadotropinas (aumento de LH, disminución de FSH), y exceso de andrógenos ováricos y adrenales
La resistencia a la insulina está presente en 50-70% de las pacientes, incluso en ausencia de obesidad, y potencia la producción androgénica ovárica y reduce la globulina transportadora de hormonas sexuales (SHBG), aumentando la fracción libre de testosterona.
Inflamación crónica de bajo grado. En algunas pacientes con SOP presentan marcadores persistentes de inflamación sistémica, que podrían contribuir al desequilibrio hormonal observado en esta condición.