Orsaken till PMS och PMDS är fortfarande i stort sett okända. Den nuvarande slutsatsen verkar vara att den normala ovariefunktionen (snarare än hormonell obalans) är den cykliska utlösaren för PMDS-relaterade biokemiska reaktioner i det centrala nervsystemet och andra utsatta områden.

Ökande bevis föreslår att serotonin (ett hormon i det centrala nervsystemet) kan vara viktigt för sjukdomsalstringen av PMDS. Det serotonerga systemet är i nära kontakt med könshormonerna. Kvinnor med PMDS kan vara beteendemässigt eller biokemiskt känsliga för biologiska förändringar i det serotonerga systemet.