Obsesif kompulsif bozuklukta nörobiyolojik, genetik, çevresel etkiler gibi çok faktörlü nedenlerin rol oynadığı bildirilmiştir.
Obsesif kompulsif bozukluğun güçlü bir genetik geçişe sahip olduğu gösterilmiştir. Dizigot ikizlerde (çift yumurta ikizleri) eş hastalanma oranı %31, monozigot ikizlerde (tek yumurta ikizleri) eş hastalanma oranı ise % 67’dir. Yapılan bir çalışmada Van Grooothest ve arkadaşları, çocukluk çağında Obsesif kompulsif bozukluk semptomları üzerine genetik geçiş etkisinin %45-65 arasında olduğunu bildirmişlerdir. Tarihsel olarak bakıldığında Obsesif kompulsif bozukluğun altında yatan ana faktörün serotonin sistemindeki disfonksiyondan kaynaklandığı ve serotonerjik tedaviye spesifik olarak yanıt verdiği düşünülüyordu. Serotonerjik ilaçların obsesif kompulsif bozukluk tedavisinde işe yaraması obsesif kompulsif bozukluğun nedenleri arasında serotonerjik sistem fonksiyon bozukluğu olduğunu gösterir niteliktedir.
Daha sonraki çalışmalar ayrıca glutamat, dopamin ve diğer nörotransmitterlerin olası etkisi olduğunu göstermiştir. Yetişkin Obsesif kompulsif bozukluk hastalarında yapılan Tek Foton Emisyon Bilgisayarlı Tomografi (SPECT) ve Pozitron Emisyon Tomografisi (PET) çalışmalarında orbitofrontal korteks, striatum, anterior singulat korteks ve talamusta anormallikler bildirilmiştir. Obsesif kompulsif bozukluk hastalarında belirti provokasyonu esnasında yapılan bir fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (fMRI) çalışmasında sol superior temporal girus, sol ve sağ frontal korteks alanları sol precuneus, ve sağ serebellumda aktivasyon gözlenmiştir.
Etiyolojiye yönelik biyolojik çalışmalar çoklu alanlarda devam ederken, Obsesif kompulsif bozukluk için önerilen genel model; genetik yatkınlık çevresel faktörler ile birleşip nörotransmitter sistemde gen ekspresyonunda değişikliğe yol açtığı şeklindedir. Çevresel stres faktörleri içinde özellikle çocukluk çağı travmaları ve cinsel travmalar en önemli neden olarak söylenebilir. Özetle genetik olarak yatkınlığı olan kişide travmatik yaşantılar, çocukluk çağı travmaları, günlük yaşam stresörler, obsesif ebeveynler, bakım verenlerden model alma gibi bir çok nedenler ile tetiklenerek hastalığın ortaya çıkması durumu söz konusu olabilmektedir.