Endometrioosin syntymisessä keskeistä on vatsaontelon tulehdustila. Vatsaontelon nesteessä on runsaasti tulehdusvälittäjäaineita kuten prostaglandiineja ja sytokiineja sekä hermo- ja verisuonikasvutekijöitä. Lisäksi endometrioosikudos ja endometrioosipotilaan kohdun limakalvo ovat poikkeavia normaaliin kohdun limakalvoon verrattuna; niissä esiintyy tiettyjä entsyymejä, joita normaalilla kohdun limakalvolla ei ole. Muun muassa aromataasientsyymin avulla endometrioosikudos kykenee itsenäiseen estrogeenituotantoon lisämunuaisista tai rasvakudoksesta peräisin olevista esiasteista. Endometrioosikudos siis pystyy tuottamaan itselleen polttoainetta –estrogeenia – ja samalla kiihdyttämään vatsaontelon tulehdustilaa.
Pääosin endometrioosia ruokkiva estrogeeni on peräisin munasarjoista, mutta paikallinen estrogeenisynteesi voinee selittää, miksi osalla potilaista hormonihoidoista huolimatta kipu jatkuu. Vaihdevuosissa munasarjojen estrogeenituotanto vähenee ja endometrioosioireet helpottavat.
Viime aikoina on osoitettu, että vatsaontelon tulehdustila kiihdyttää hermokasvutekijän lisääntyneen erityksen kautta myös hermosäikeiden muodostumista endometrioosikudoksessa. Lisääntynyt hermosäikeiden määrä endometrioosikudoksessa näyttäisi olevan lisätekijä endometrioosikivun synnyssä.