多囊性卵巢症候群是一种原因不明的内分泌系统的异常，特征是不适当的「性腺刺激素释放激素」（GnRH）分泌频率异常所引发池续性的黄体化激素（LH）上升，通常血清浓度会超过20mIU/mL。
在多囊性卵巢的一个主要的生化检查异常就是身体组织对胰岛素产生抗拒力（insulin resistance），也就是说，身体组织或细胞对于胰岛素的反应下降，迫使体内必须分泌更多的胰岛素，才能维持血糖的正常，如此所引发的效应，就是所谓的「代偿性的高胰岛素血症」（compensatory hyper-insulinemia）。
高胰岛素血症容易引起卵巢雄性素制造增加，特别是睪丸酮（testosterone）与androstenedione，另外就是会使「血清性腺贺尔蒙结合球蛋白」（SHBG）减少，如此便使血清内游离的睪丸酮浓度上升。高浓度的雄性素会干扰「脑下垂体-卵巢轴县」（pituitary-ovarian axis），造成LH浓度上升，不排卵，无月经与不孕症。
此外，卵巢与肾上腺所产生的雄性素（androgens）也随之上扬。
通常血清中睪丸酮（testosterone）的浓度约在70-120ng/dL之间，而androstenedione的浓度约在3-5ng/mL之间。约有一半的病人其DHEA-S的血清浓度也会上升。
血清中的滤泡刺激素（FSH）的浓度通常没有太大的变化，所以LH/FSH的比率通常会超过3倍，这种贺尔蒙的检验，也可常成一种诊断的依据。
约有百分之二十的多囊性卵巢症候群者，其「泌乳素」（prolactin）的浓度会有轻微上升的现象，浓度约在20-30ng/mL之间。其原因可能与GnRH释放频率增加或相对度巴安（dopamine）的浓度减少有关。泌乳素上升可能会干扰正常的排卵。
总结来说，多囊性卵巢症候群所造成的荷尔蒙变化如下：
1. 不适当的「性腺刺激素释放激素」（GnRH）分泌频率异常所引发持续性的黄体化激素（LH）上升。
2. 身体组织对「胰岛素产生抗拒力」（insulin resistance）产生「代偿性高胰岛素血症」（compensatory hyperinsulinemia）。
3. 卵巢与肾上腺所产生的雄性素（androgens）增加。
4. 「泌乳素」（prolactin）的浓度会有轻微上升的现象。
5. 「滤泡刺激素」（FSH）的浓度通常没有太大的变化。
