黄体功能不全通常是多种因素共同作用导致的。一般来说，女性体内激素调节异常是重要原因之一，比如卵泡期促卵泡生成素分泌不足，就可能影响卵泡发育，进而导致黄体功能不全，据相关研究，这种激素分泌异常在部分女性中较为常见。
内分泌因素影响
下丘脑 - 垂体 - 卵巢轴功能异常： 下丘脑分泌的促性腺激素释放激素、垂体分泌的促黄体生成素等出现分泌节律紊乱或量的异常，都会干扰黄体的正常形成与功能维持。例如，垂体分泌促黄体生成素不足时，就难以促使卵泡正常排卵并形成良好黄体。孕激素分泌不足： 黄体主要功能是分泌孕激素来维持子宫内膜适合受精卵着床等。如果黄体期孕激素分泌量低于正常水平，就说明黄体功能不全。正常情况下，孕激素在黄体期应该有一定的上升幅度，若低于这个正常幅度就属于异常。
子宫内膜因素关联
子宫内膜受体异常： 子宫内膜细胞中孕激素受体数量或亲和力出现问题时，即便有正常量的孕激素，子宫内膜也不能对孕激素做出正常反应，从而影响胚胎着床，间接反映出黄体功能不全。比如子宫内膜孕激素受体含量降低，就会使子宫内膜对孕激素的敏感性下降。子宫内膜容受性欠佳： 正常情况下，黄体分泌的孕激素要让子宫内膜处于适合胚胎种植的容受状态。要是黄体功能不全，子宫内膜容受性就会受到影响，不利于受精卵着床，导致受孕困难等问题。
其他潜在因素
酶系统异常： 参与孕激素合成的某些酶出现缺陷或活性异常，会影响孕激素的合成过程，进而导致黄体功能不全。例如，与孕激素合成相关的3β - 羟类固醇脱氢酶等酶的功能异常，就会干扰孕激素的正常生成。自身免疫因素： 体内存在自身抗体攻击黄体相关细胞时，会影响黄体的正常功能。比如抗磷脂抗体等自身抗体可能会损伤黄体细胞，导致黄体功能受到影响，这种自身免疫因素在部分黄体功能不全的女性中被发现存在。