Этиология ПМС и ПМДР еще в значительной степени неизвестны.Текущий консенсус, кажется, что нормальная функция яичников (в отличие от гормонального дисбаланса) является циклическим импульсом для ПМДР связанных биохимическими событиями в центральной нервной системе.
Появляется все больше данных о том, что серотонин (гормон центральной нервной системы) является важным для патогенеза ПМС. Серотонинергическая система находится в тесной связи с половыми гормонами. Женщины с PMDD являются сверхчувствительны к биологическим изменениям серотонинергической системы.