原发性痛经主要与前列腺素合成与释放异常有关，据统计，约90%的原发性痛经女性体内前列腺素F2α和前列腺素E2水平升高。
前列腺素因素：
前列腺素合成增多： 女性月经期间，子宫内膜会合成并释放较多的前列腺素，尤其是前列腺素F2α和前列腺素E2。当这些前列腺素含量明显升高时，会引起子宫平滑肌过强收缩、血管痉挛，造成子宫缺血、缺氧状态，从而出现痛经。一般在月经来潮前12-24小时前列腺素合成增加较明显。子宫收缩异常： 过多的前列腺素会导致子宫平滑肌过度收缩，子宫缺血缺氧，引发痛经。这种收缩可能会比较强烈且不协调，使得女性感觉下腹部疼痛难忍。
子宫因素：
子宫颈管狭窄： 主要是月经外流受阻，引起痛经。这种情况多见于先天性子宫颈管狭窄的女性，月经血排出不畅，子宫需要加强收缩来排出经血，就容易导致痛经。子宫发育不良： 子宫发育不佳容易合并血液供应异常，造成子宫缺血、缺氧，从而引起痛经。一般子宫发育不良的女性在月经期间更易出现痛经症状。
内分泌因素：
激素水平变化： 月经期间，女性体内的雌激素和孕激素水平会发生变化。有研究发现，雌激素水平异常可能会影响子宫的收缩，进而引发痛经。一般在月经周期中，雌激素水平的波动可能与痛经的发生有一定关联。子宫内膜异位相关： 虽然原发性痛经一般不伴有子宫内膜异位症，但内分泌因素的变化可能间接影响子宫的状态。比如某些内分泌紊乱可能导致子宫对前列腺素更加敏感，从而加重痛经表现。
精神心理因素：
压力与焦虑影响： 长期处于压力大、焦虑状态下的女性，发生原发性痛经的几率可能会增加。精神心理因素会通过影响神经系统，进而影响子宫的收缩等功能，导致痛经症状加重。例如，考试前、工作压力大时，痛经可能会更明显。疼痛耐受差异： 不同女性对疼痛的耐受程度不同，一些心理因素可能会影响个体对痛经疼痛的感知。比如，对月经相关疼痛过度紧张的女性，可能会放大痛经的疼痛感。