格林巴利症候群（有時稱為格林巴利或 GBS）的病因是一個活躍的神經學研究領域，但仍未完全了解。 有時，患者可獲得的有關該綜合徵的資訊甚至是相互矛盾的，因此此處的資訊來自可靠的來源，並謹慎提供。 您可以看到文章底部列出的所使用的來源。
從本質上講，格林-巴利症候群是身體自身防禦機制自行啟動的情況。 通常只會攻擊病毒或細菌等異物的抗體現在會攻擊神經細胞周圍的保護鞘，稱為髓鞘。 有時身體甚至可以攻擊神經本身。 關於格林巴利症候群的原因，已知的一件事是它不能在人與人之間傳播，也不是遺傳性的。 您不會從其他人那裡感染該病毒（儘管可能存在相關的病毒或細菌感染），也不會因為親戚感染該病毒而更有可能感染該病毒。
神經周圍的鞘允許其中包含的信號穿越長距離（例如從您的大腦到您的腿）並有效地傳播。 當這個鞘受到損害時，身體與肌肉和皮膚對話或聽到它們的回饋的能力也會受到影響，從而導致與格林巴利症候群相關的暫時麻木、刺痛和癱瘓。 吉蘭-巴利常見的麻木是由於神經細胞無法將身體接收到的訊號傳遞到大腦。 同樣，疼痛、刺痛或其他奇怪的感覺也是由這些信號的混亂引起的。 更嚴重的（但幸運的不是永久性的）癱瘓是由從大腦到身體的另一個方向的訊息被破壞引起的。 如果沒有這些資訊通過大腦，大腦就會暫時失去對肌肉的控制。 因為神經細胞越長，造成的破壞就越多，身體的四肢、手臂和腿受到的影響就會更嚴重。
目前還不清楚到底是什麼導致身體以這種方式攻擊自己，但據信這與幾週內發生的先前細菌或病毒感染有關。 研究表明，百分之六十的病例在患格林巴利症候群前幾週曾感染過這種病毒。
感染可能是單純的食物中毒，也可能是更嚴重的感染，例如愛滋病毒。 目前還不確定病毒或細菌感染如何導致身體改變其行為，甚至身體本身會發生什麼事。 一種理論認為，病毒使抗體誤認為正在攻擊的東西比實際情況多，導致它們不加區分地進行攻擊，在這種情況下會對神經細胞造成損害。 另一種理論是，神經細胞發生了某種變化，被身體視為異物，需要破壞。
值得注意的是，儘管歷史上有相反的說法，但沒有證據表明疫苗接種與格林-巴利綜合症有關。