格林巴利综合症的病因目前尚未完全明确，但研究发现可能与以下因素有关。一般认为，约60%的患者在发病前1~3周有上呼吸道或消化道感染史，比如空肠弯曲菌感染就与格林巴利综合症关系密切，约1/3的格林巴利综合症患者在发病前有这种细菌感染。
感染相关因素
病毒感染： 巨细胞病毒、EB病毒、水痘-带状疱疹病毒等都可能与格林巴利综合症的发生有关。例如，EB病毒感染后，可能会引发机体的免疫反应异常，进而影响神经系统，导致格林巴利综合症的出现。细菌感染： 除了空肠弯曲菌外，肺炎支原体感染也可能和格林巴利综合症相关。肺炎支原体感染人体后，其某些成分可能作为抗原，引发机体的免疫攻击，累及神经系统，导致格林巴利综合症的发病。
自身免疫因素
格林巴利综合症是一种自身免疫介导的周围神经病。人体的免疫系统会错误地攻击自身的神经组织。比如，机体的淋巴细胞等免疫细胞异常活化，产生多种自身抗体，这些抗体攻击周围神经的髓鞘等结构，导致神经传导功能障碍，从而出现格林巴利综合症的一系列症状，像肢体无力、感觉异常等。
其他可能因素
疫苗接种： 有研究发现，某些疫苗接种后可能会增加格林巴利综合症的发病风险。不过这种情况相对较为少见，但也是需要关注的一个方面。比如，某些流感疫苗接种后，个别人可能会出现格林巴利综合症相关的症状。遗传易感性： 部分人群可能存在遗传易感性，使得他们在接触到上述感染因素等情况时，更容易发生格林巴利综合症。但具体的遗传机制还在进一步研究中，目前还不是非常明确。