格林巴利综合征的病因目前尚未完全明确，但研究发现可能与以下因素相关。一般认为，约60%的患者在发病前1~3周有呼吸道或胃肠道感染史，比如空肠弯曲菌感染，它可能引发免疫反应从而导致格林巴利。
感染因素相关
空肠弯曲菌感染： 这是较为常见的引发格林巴利的诱因之一。空肠弯曲菌是一种常见的导致肠道感染的细菌，大约有1/3的格林巴利患者在发病前曾感染过该细菌。当人体感染空肠弯曲菌后，细菌的某些成分会与人体神经组织的成分相似，使得人体免疫系统错误地攻击自身神经，进而引发格林巴利综合征。病毒感染： 巨细胞病毒、EB病毒、肝炎病毒等病毒感染也可能和格林巴利有关。比如巨细胞病毒感染后，可能激活人体的免疫机制，产生针对神经组织的免疫反应，最终导致格林巴利综合征的发生。不过病毒感染引发格林巴利的具体机制还在进一步研究中，但已经发现它们在格林巴利的发病过程中起到一定作用。
自身免疫因素相关
格林巴利属于自身免疫性疾病。人体的免疫系统本来是用来抵御外来病原体的，但在某些情况下，免疫系统会出现异常，错误地攻击自身的神经组织。例如，机体的淋巴细胞等免疫细胞会被激活，产生一系列自身抗体，这些自身抗体攻击周围神经的髓鞘等结构，导致神经传导功能障碍，从而引发格林巴利综合征。这种自身免疫反应的启动可能与遗传易感性等因素有关，具有遗传易感性的人群相对更容易因为自身免疫因素而患上格林巴利。
其他可能因素
疫苗接种： 有研究发现，少数人在接种某些疫苗后可能会出现格林巴利综合征。比如流感疫苗等，不过这种情况发生的概率非常低，大约每百万接种者中会有1 - 2例可能因疫苗接种引发格林巴利，但具体的机制还不十分清楚，可能是疫苗接种后引发了人体的免疫反应异常，进而导致格林巴利的发生。外科手术： 部分患者在接受外科手术后也有可能出现格林巴利综合征，但这种情况相对较少见。外科手术可能会对机体造成一定的应激，导致免疫系统出现波动，从而引发针对神经组织的自身免疫反应，最终引发格林巴利综合征，但具体的关联机制还需要更多的研究来明确。