格林巴利病确切病因目前尚未完全明确，不过多数研究认为它与感染因素密切相关。比如空肠弯曲菌感染，大约有30% - 50%的格林巴利病患者在发病前曾有空肠弯曲菌感染史，这种细菌感染后会引发机体的免疫反应，进而攻击周围神经。
感染相关因素
病毒感染： 巨细胞病毒、EB病毒、肝炎病毒等都有可能与格林巴利病的发生有关。例如巨细胞病毒感染，它可以通过引发机体免疫系统的异常激活，产生针对周围神经的自身抗体，从而破坏神经组织，导致格林巴利病的出现。细菌感染： 除了空肠弯曲菌，肺炎支原体感染也被认为可能和格林巴利病相关。肺炎支原体感染人体后，其某些成分会作为抗原，诱导机体产生免疫反应，这种免疫反应可能波及到周围神经，引发格林巴利病的一系列症状。
自身免疫因素
格林巴利病属于自身免疫性疾病。人体的免疫系统会错误地将自身的周围神经组织当作外来的病原体进行攻击。正常情况下，免疫系统能够识别自身和非自身物质，但在格林巴利病患者体内，这种免疫识别功能出现紊乱，导致产生的抗体攻击周围神经的髓鞘等结构，使得神经传导功能受阻，出现肢体无力、感觉异常等格林巴利病的典型症状。
其他可能因素
疫苗接种： 有研究发现，在某些疫苗接种后，个别人可能会出现格林巴利病的发病情况。不过这种情况相对较为罕见，疫苗接种后引发格林巴利病的具体机制还在进一步研究中，但确实有这样的关联被观察到。遗传易感性： 部分研究提示，格林巴利病的发生可能存在一定的遗传基础。某些基因的多态性可能会增加个体患格林巴利病的风险。不过目前对于具体是哪些基因以及如何影响发病的机制还不是十分清晰，还需要更多的研究来阐明遗传因素在格林巴利病发病中所起的作用。