格林巴利綜合症的病因目前尚未完全明確，考慮和免疫功能異常有關，主要是體液免疫，比較常見的是患者在病前有胃腸道感染史，多有腹瀉、發熱等，可能和空腸彎曲菌感染有關。有的可能是病毒感染後誘發免疫異常，比如鉅細胞病毒、EB病毒，還有支原體感染。此外，少部分患者會在疫苗接種後出現格林巴利綜合症的症狀，比如甲流疫苗。