ปัจจุบันยังไม่ทราบถึงสาเหตุที่แท้จริงของการเกิดภาวะถุงน้ำในรังไข่หลายใบ แต่อาจอธิบายสาเหตุของอาการผิดปกติที่พบได้ ดังนี้

• ฮอร์โมนแอนโดรเจนสูง (Hyperandrogenemia) คือ ภาวะที่ผู้หญิงมี ฮอร์โมนแอนโดรเจน (ฮอร์โมนเพศชาย) มากเกิน ทำให้แสดงลักษณะคล้ายกับเพศชาย ได้แก่ ขนขึ้นเยอะ (บริเวณหน้าอก หลัง ริมฝีปาก ต้นแขน ต้นขา เป็นสิว ผิวมัน ศีรษะล้าน และมีกล้ามเนื้อเหมือนเพศชาย เเละเป็นสาเหตุที่ทำให้มาพบแพทย์มากที่สุด
• ภาวะดื้อต่ออินซูลิน (Insulin resistance) จะมีอาการคล้ายกับ โรคเบาหวาน ชนิดที่ 2 กล่าวคือ เมื่อร่างกายตอบสนองต่ออินซูลินลดลง น้ำตาลในเลือดสูงขึ้น ทำให้ร่างกายผลิตอินซูลินออกมามากขึ้น เมื่อระดับอินซูลินในร่างกายสูงกว่าปกติจะส่งผลให้รังไข่ถูกกระตุ้นและผลิต ฮอร์โมนเทสโทสเทอโรน (Testosterone) ออกมามากเกินไป ซึ่งจะไปรบกวนการตกไข่และทำให้ ประจำเดือนมาไม่ปกติ ทั้งมาน้อยมามากไม่สม่ำเสมอ ไม่มาติดต่อกันหลายเดือน เว้นช่วงห่างรอบเดือนนานกว่า 35 วัน และมีรอบประจำเดือนน้อยกว่า 8  ครั้งต่อปี  เเละภาวะดื้อต่ออินซูลิน ก็เป็นสาเหตุให้น้ำหนักเพิ่มขึ้น เกิดการสะสมไขมัน เสี่ยงต่อการเกิด โรคอ้วน (Obesity) อีกด้วย
• พันธุกรรม (Heredity) มีการศึกษาที่แสดงให้เห็นว่า บางครอบครัวที่มารดามีภาวะถุงน้ำในรังไข่หลายใบ ลูกสาวก็จะมีภาวะนี้ด้วย แต่ปัจจุบันก็ยังไม่มีการศึกษาที่แน่ชัดว่าภาวะถุงน้ำในรังไข่หลายใบสามารถถ่ายทอดทางพันธุกรรมได้