不宁腿综合症的病因目前尚未完全明确，可能与多种因素有关。据研究，大约有三分之一的患者有家族史，提示遗传因素可能是一个方面。另外，缺铁性贫血也是常见诱因之一，约有一半的不宁腿综合症患者存在血清铁蛋白水平降低的情况。
遗传因素相关
家族遗传倾向： 有研究发现，不宁腿综合症具有一定的家族聚集性，大约30% - 50%的患者有阳性家族史。如果家族中有亲属患有不宁腿综合症，那么其他家庭成员患病的风险相对会增高。基因关联： 目前已经发现一些基因与不宁腿综合症的发生相关，比如BTBD9基因等，这些基因的突变或变异可能影响神经系统的功能，从而增加患不宁腿综合症的可能性。
缺铁因素相关
铁代谢异常： 铁是多巴胺能神经元合成多巴胺所必需的物质，而多巴胺对于维持神经系统的正常功能很重要。当体内缺铁时，会影响多巴胺的合成，进而导致不宁腿综合症的发生。缺铁的来源： 缺铁可能是因为摄入不足、吸收障碍或者丢失过多等原因。例如，一些素食者如果饮食中铁的摄入不足，就容易出现缺铁情况；患有胃肠道疾病影响铁吸收的人，也可能发生缺铁；还有慢性失血的情况，像月经过多的女性，长期慢性失血也可能导致缺铁，进而引发不宁腿综合症。
神经系统因素相关
多巴胺能功能异常： 多巴胺是一种重要的神经递质，在运动调节等方面发挥着关键作用。不宁腿综合症患者脑内纹状体区域的多巴胺能功能存在异常，可能是多巴胺合成减少或者受体功能异常等，从而干扰了神经系统对肢体感觉和运动的调控，引发不宁腿综合症的症状。中枢神经系统病变： 某些中枢神经系统的病变也可能与不宁腿综合症有关，比如帕金森病等运动障碍性疾病患者中，不宁腿综合症的发病率相对较高，这提示中枢神经系统的病变可能影响了相关神经通路，导致不宁腿综合症的发生。