子宫内膜异位症的发生原因目前尚未完全明确，不过有几种主要的学说来解释，其中比较被认可的是子宫内膜种植学说，经血逆流时，子宫内膜碎片可能种植在盆腔等部位，像有研究发现，大约10% - 15%的育龄女性存在经血逆流现象，但并不是所有人都会患子宫内膜异位症。
经血逆流种植
经期子宫收缩异常： 女性在月经期间，如果子宫收缩异常，就可能导致经血逆流的几率增加。比如子宫过度后倾后屈，会使经血排出不畅，更容易逆流。经期宫腔操作影响： 多次进行人工流产手术等宫腔操作，也可能干扰子宫的正常生理状态，增加经血逆流进而引发子宫内膜异位症的风险。
体腔上皮化生学说
腹膜的化生： 盆腔腹膜原本是体腔上皮的一部分，在某些因素刺激下，可能会化生为子宫内膜样组织。例如长期的炎症刺激，可能会促使腹膜发生这样的化生改变。卵巢表面上皮的变化： 卵巢表面上皮也是体腔上皮的一种，当受到一些内分泌等因素影响时，也有可能发生化生，从而形成子宫内膜异位病灶。
免疫调节异常
自身免疫功能缺陷： 当人体自身免疫功能出现缺陷时，免疫系统对异位的子宫内膜组织不能正常发挥清除作用。比如一些女性体内的免疫监视系统不能有效地识别并清除异位的子宫内膜细胞，就容易让子宫内膜异位症发生。细胞因子失衡： 体内的一些细胞因子平衡被打破也与子宫内膜异位症相关。例如一些促炎症因子分泌过多，会营造有利于子宫内膜异位种植和生长的微环境。
遗传因素
家族遗传倾向： 如果家族中有女性亲属患有子宫内膜异位症，那么其他女性成员患病的风险可能会增加。研究发现，子宫内膜异位症具有一定的家族聚集性，可能与遗传基因有关。比如一级亲属（母亲、姐妹等）中有患子宫内膜异位症的女性，其发病风险比普通人群高7 - 10倍。