PCOS的发病机制尚不清楚，从病理生理变化特点，新的观点有雄激素，下丘脑C垂体C卵巢功能活性，肾上腺轴功能活性以及胰岛素与胰岛素样生长因子等几方面。
1.胰岛岛素拮抗与高胰岛素血症(insulin resistance and hyper5nsulinemia)：这是PCOS常见的表现，胰岛素拮抗可能是原发的干扰因素，伴有高雄激素基因而起作用。胰岛素基因突变和内原性阿肽升高引起的胰岛素受体数目的减少，受体形成抗体或受体本身缺陷以及受体骼氨酸激酶(1yrosine kinase)活性降低。PCOS患者血浆胰岛素基值升高，胰岛素试验反应增强，或伴存黑色素棘皮瘤。
胰岛素拮抗产生高维激素，原因可能是胰岛素的刺激增强并扩大了LH剃激卵巢间质细胞，因而面分泌大量雄激素，体外培养可以显示胺岛素祥生长激素能增进卵巢间质细胞产生雄激素，卵巢组织上确有胰岛素受体，胰岛素的作用是通过胰岛素样生长因子CI(IGFCI)受高浓度胰岛素可与IGFCI受体结合。PCOS患者卵巢问质组织上1GFCI受体数明显，卵巢间质组织中的IGFC1受体。胰岛素同时还可调激隔粒细胞，使之分泌孕酮及黄素粒细胞上的LH受体。此外，胰岛素能改变肾上腺细胞对ACTH的敏感性。
2.肾上腺轴在PCOS中的变化：在部分PCOS患者中肾上腺分泌的旅激素是升高的，对ACTH具有过度的敏感。最近研究证实所有的类固醇激素在其生物合成从17C羟孕酮(17-hy-droXy-esterone)至雌酮的通道中缺乏一种酶的阻断，可能是肾上腺皮质p450(17QC酶的复合物）调节失常。用GnRH-α。抑制卵巢前后观察PCOS患者接受ACTH刺激反应出现睾酮升高现象，抑制前PCOS患者接受ACTH刺激，并出现17C羟孕酮升高，抑制后则对ACTH刺激无反应，孕酮基值下降。
肾上腺雄激素DHEA与DHEACS和胰岛素两者间呈负相关；DHEA的代谢清除率与血清中胰岛素里正相关。DHEA的日产率与空腹胰岛素有双相关系，它可使胰岛素上升而超过287pm1儿时又可使其下降。Falcon报道，用静脉葡萄糖试验诱血症时可使正常妇女与正常胰岛素敏感的PCOS患者的DHEA下降，但是在胰岛接抗的PCOS患者中则不出现这种现象。因此设想体内胰岛素是可以刺激卵巢雄激素的产生，抑制肾上腺的雄激素分泌。肾上腺在PCOS中的重要作用在于通过肾上腺、卵巢之间的相互作用血清DHEACS为合成类固醇激素的前身物，卵泡中产生雄激素的前激素(prehorCmone)DHEA的主要来源是肾上腺，这就可以解释用地塞米松治疗PCOS时能降低卵巢来源雄激素现象，而PCOS中雄激素来自肾上腺仅占5％，至今PCOS中肾上腺来源的雄激素水平升高机制尚不明了，因为PCOS患者的ACTHC皮质醇轴是完整的，皮质醇与尿游离皮质浓度的昼夜节律也是正常的。
3.促性腺激素与PCOS的关系：卵巢产生的雄激素在PCOS患者中是依赖于促性腺激素。当给予GnRH-6时抑制促性腺激素分泌，血中雄激素水平随之而下降，但血中DHEA值高，而FSH值偏低或正常，故形成LH／FSH比值＞3；无论在有或无胰岛素拮抗的患者。制素(inhibin)均不升高。LH值升高的同时其脉冲振幅增大，频率也增快，这种异常改变可能由于外周血中雄激素过多，被芳香化酶转化成过多的雌激素持续作用，干扰了下丘脑卵巢轴的功能。当给予雌、孕激素制剂治疗无排卵的PCOS患者时可降低黄体中期GnRH分泌，使LH与FSH比值趋于正常，当激素药物停服后，FSH开始刺激卵泡使之发育。
4．高催乳素与PCOS的关系：PCOS患者常发生高催乳素血症，约占20％～30％；由于应激因素造成的催乳素(PRI)升高外，其伴发者仍有3．2％至12．5％，已知雌激素：作用可使垂体催乳素分泌细胞数目增多，体积增大，所分泌的PRL升高。有报道PRL可以刺激肾上腺细胞分泌雄激素，因为发现肾上腺细胞的膜上有PRL受体，临床上亦可发现高PRL 者常伴有高DHEACS，用溴隐亭治疗后均可下降，但并非所有的研究都支持这一论点。