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，它是一种自身免疫性疾病，自身免疫系统错误地攻击了外周神经系统。其中，空肠弯曲菌感染是比较常见的诱发因素，约有30% - 50%的格林巴利综合症患者在发病前有空肠弯曲菌感染史，这种细菌感染后会引发机体免疫反应，进而影响神经系统。
感染因素相关
病毒感染： 巨细胞病毒、EB病毒、水痘 - 带状疱疹病毒等感染都可能与格林巴利综合症有关。比如巨细胞病毒感染后，人体免疫系统被激活，可能会产生针对神经组织的抗体，从而破坏神经结构，引发格林巴利综合症。细菌感染： 除了空肠弯曲菌，肺炎支原体感染也可能是诱因之一。肺炎支原体感染人体后，其抗原成分可能与周围神经组织有相似之处，导致免疫系统误将神经组织当作外来病原体进行攻击，引发格林巴利综合症相关的神经损伤。
自身免疫因素
自身抗体攻击： 患者体内会产生一些自身抗体，这些抗体能够与周围神经组织中的成分结合，比如有的抗体可以攻击神经髓鞘。神经髓鞘对于神经冲动的传导起着重要作用，当髓鞘被自身抗体攻击破坏后，神经传导就会出现障碍，从而引发格林巴利综合症的一系列症状，像肢体无力、感觉异常等。免疫调节失衡： 正常情况下，人体免疫系统的调节是平衡的，但在格林巴利综合症患者体内，免疫调节机制出现失衡。例如辅助性T细胞和抑制性T细胞的比例失调，辅助性T细胞过度活化，导致免疫反应过度，对自身神经组织进行攻击，引发疾病。
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。比如流感疫苗接种后，个别人群可能会出现免疫系统的异常反应，进而诱发格林巴利综合症。不过这种情况发生的概率相对较低，大约每百万人中可能有1 - 2例因疫苗接种引发的格林巴利综合症。遗传易感性： 部分人群可能存在遗传易感性，也就是说他们的基因使得他们更容易患上格林巴利综合症。如果家族中有亲属患有格林巴利综合症，那么其他家族成员患病的风险可能会比普通人群略高一些，但具体的遗传机制还在进一步研究中。