Научные споры относительно причин зарождения синдрома хронической усталости не утихают долгое время. Чаще всего в качестве провоцирующих факторов называют физические и психические нагрузки, экологическую обстановку, образ жизни человека и неправильное питание.

Отдельное внимание уделяется вирусному происхождению синдрома. Подобная теория утверждает, что он является следствием вирусов герпеса, гепатита С, гриппа, энтеровируса, ретровируса, вируса Коксаки, Эпштейна — Барра либо иного вируса, не идентифицированного современной наукой.

Исследования свидетельствуют о том, что при синдроме хронической усталости происходят нарушения иммунной системы.

Факторами патогенеза заболевания являются:
накопление молочной кислоты вследствие повышенной физической активности;
изменение фенотипа иммунокомпетентных клеток — повышение уровня антивирусных антител, эндорфина и интерферона, уменьшение численных и качественных показателей естественных киллеров, т. е. лейкоцитов, которые защищают наши клетки от воздействия вирусов;
недостаточное снабжение тканей кислородом;
нарушение клеточного метаболизма;
снижение числа митохондрий, которые синтезируют вещество, участвующее в обмене энергии в клетках и в оргинизме в целом;
кишечный дисбактериоз.
Исследования Колумбийского университета показали, что у 90% пациентов с синдромом хронической усталости наблюдается синдром раздражённого кишечника.