1.丘脑－垂体－卵巢轴 近年的研究无不一致的证据表明经前期综合征患者存在下丘脑－垂体－卵巢轴生殖内分泌的异常。长期以来一直怀疑黄体期黄体酮分泌不足，而雌激素相对过多为经前期综合征的病因。但近年的研究已表明经前期综合征患者黄体酮的基础水平与无经前期综合征的对照组无明显的差别，进行安慰剂对照的临床试验并未证明黄体酮补充疗法有效，亦未发现经前期综合征月经周期中其他激素，包括促性腺激素、雌二醇、睾酮或雌烯二酮的基础水平有异常。
2.下丘脑－垂体－肾上腺轴 临床研究还表明经前期综合征患者肾上腺皮质对促肾上腺皮质激素的释放反应高于非经前期综合征患者。研究还表明性激素可调节下丘脑－垂体－肾上腺轴的活性，但也有研究未发现经前期综合征患者的血皮质醇和促肾上腺皮质激素（ACTH）基础水平与非经前期综合征者有明显的差别。
3.下丘脑－垂体－甲状腺轴 据报道经前期综合征患者甲状腺功能异常（包括甲状腺功能低下或甲状腺功能亢进）的发生率较高，曾有报道一例自身免疫性甲状腺炎合并经前期综合征，采用甲状腺素治疗后经前症状缓解，提示甲状腺疾病可能是黄体期经前期综合征发病易感的生物学条件。另外，还发现某些经前期综合征患者存在促甲状腺激素（TSH）对促甲状腺激素释放激素（TRH）的反应异常（迟钝或亢进），但这种异常并不仅限于月经周期的黄体期（症状期），增生期也存在，这种促甲状腺激素释放激素刺激试验不正常尚不清楚是否与经前期综合征有关。
临床研究采用不同的方法，如促性腺激素释放激素类似物，雄激素衍生物达那唑或切除卵巢以抑制或消除经前期综合征患者的卵巢功能，均证实了抑制卵巢功能治疗经前期综合征的有效性。但从这些研究尚难断定治疗效果是由于抑制排卵或由于消除了卵巢激素，还是由于消除了卵巢激素的周期变化。采用口服避孕药抑制排卵治疗经前期综合征并未取得较安慰剂明显的效果。因此，抑制卵巢功能治疗经前期综合征的机制可能不是由于抑制排卵，而是由于外源性性激素作用，值得进一步研究。近年许多研究表明经前期综合征的病理生理主要是由于黄体酮的周期性变化，然后影响中枢神经递质和周围组织。1994年，有人发现在经前期综合征患者采用含孕激素的单相避孕药，停药时发生精神症状；而自然月经周期黄体酮的撤退变化发生在黄体晚期，与经前期综合征症状发生的时间一致，提示孕激素撤退可能是经前期综合征的诱发因素。