Yumurtalıklardan birinde yumurtlamayı sağlamak amacıyla folikül gelişiminin başladığı aşamanın herhangi bir nedenle yavaşlaması veya duraklaması durumunda folikül gelişip çatlayacağı yere burada milimetrik çapta bir kist oluşur ve çatlamadan kalır. Bu durum her adet döngüsünde tekrarladıkça yumurtalıklardaki kist sayısı artar.Yumurtlama her iki yumurtalıkta da olan bir olay olduğundan belli bir süre sonra her iki yumurtalıkta birden bu milimetrik kistlerin sayısı artar.Folikül gelişimi yumurtalıkların yüzeye yakın kısmında olduğundan her adet döngüsünde sayısı artan bu "yarım" foliküller yumurtalığın yüzeye yakın kenarı boyunca dizilirler.
Yukarıdaki ultrasonografi resminde bir yumurtalıkta bariz bir PKO durumu gözlenmektedir. Resimde oval biçimdeki yumurtalık dokusunun dış yüzeyine yakın olarak dizilmiş siyah boşluklar yarım kalmış yumurtlamalar sonucunda oluşmuşlardır.
PKO bir kısır döngü hastalığıdır. Herhangi bir nedenle yumurtlama sürecini bozan her olay, sonuçta yumurtalıklarda polikistik yapının gelişmesine neden olabilir.Bu olay,beyinde yer alan ve yumurtlama için ilk sinyalin verildiği hipotalamus bölgesinden dalgalanmalar şeklinde olan GnRH adı verilen hormonun salgısını bozan bir olay,veya hipotalamus bölgesine komşu olan ve yumurtalıklara GnRH hormonundan sinyal aldıktan sonra LH ve FSH hormonu salgısı yaparak folikül geliştirme ve yumurtlama emri veren hipofiz bezini olumsuz etkileyen bir olay olabilir.Hipotalamus ve hipofiz bölgelerindeki bu hormonların salgılarını bozan temel olaylar aşırı ruhsal stres, prolaktin hormonu yüksekliği, tiroid hormonları salgı bozukluklarıdır. PKO’da bu tür nedenler arka planda yer alırlar.
Direkt olarak yumurtalıkların içindeki hassas hormonal dengeye etki eden bir olay foliküllerin gelişimini oldukça olumsuz etkileyebilir ve PKO gelişimine neden olan en temel mekanizmalar bu bölgeyi etkilerler. Şeker hastalığı veya şeker hastalığına eğilim, böbreküstü bezlerinden aşırı miktarda androjen hormon (erkeklik hormonu) salgılanması gibi olaylar yumurtalıklardaki hormon dengesinin bozulmasına, buradan hipotalamus ve hipofiz bölgelerine bozuk sinyaller gitmesine ve böylece yumurtlamayı sağlayan temel hormonlar olan LH ve FSH hormonlarının salgılarının bozulmasına neden olabilirler.
Yumurtlama durakladıkça yumurtalıklardaki kist sayısı artar, kist sayısı arttıkça yumurtalıkların içindeki hassas hormonal dengeler daha da bozulur ve yumurtlama bozukluğu daha kronik hale gelir."Yarım folikül" sayısı arttıkça “bozuk sinyaller” artmaya devam eder ve yumurtlama daha da zorlaşır.
PKO'dan şüphelenilmesini sağlayacak en önemli iki belirti kadında gecikmelerle seyreden bir adet düzensizliği ve normaldışı bir tüylenmenin olmasıdır.Tüylenme "yarım kalan foliküllerden" testosteron ve diğer "erkeklik" hormonlarının fazla miktarlarda üretilmesine bağlıdır.
PKO'lu kadınlarda tüylenme en sık erkeklerde sakal çıkan bölgelerde olur. Daha ileri durumlarda normaldışı tüylenme göğüsler arasında, göğüs uçlarında, göbekte olabilir. Tüylenme hiç ortaya çıkmayabileceği gibi (bu oldukça enderdir, tüylenme PKO'nun "olmazsa olmaz" bir belirtisi kabul edilebilir), yüzde çenede, boyunda, göğüs uçlarında, göğüs arasında, bacakların iç kısımlarında estetik problemlere yol açacak kadar aşırı miktarlarda olabilir.
Androjen (erkeklik) hormonların etkisiyle ortaya çıkan bu tüylenme dışında, yine bu hormonların etkisiyle hassas ciltte akne (sivilceler) ortaya çıkabilir.PKO bir yumurtlama bozukluğu olduğundan sendromun diğer bir önemli belirtisi de adet düzensizliğidir. Bir kadının yılda bir veya iki kez gecikmeli adet görmesi normal kabul edilirken adet gecikmelerinin sık olması bir yumurtlama bozukluğuna işaret edebileceğinden muhtemel bir PKO açısından inceleme gerekir.Yumurtlama olmadığından rahim iç tabakası progesteron hormonunun etkilerinden yoksun kalır ve bu yüzden yalnızca östrojen hormonu etkisiyle kalınlaşır. Kalınlaşma belli bir aşamaya geldiğinde tabakanın kan dolaşımı yetersiz kalır ve östrojen hormonu da tabakayı desteklemekte yetersiz hale gelir. Bu durumda genellikle gecikmeli bir süre sonunda kalınlaşan tabaka genellikle normalden fazla bir kanamayla birlikte dökülmeye başlar.Ender durumlarda PKO'lu bir kadın düzenli olarak adet görebilmesine karşın, genellikle 35 günün üzerinde ve düzensiz aralıklarla adet kanaması görülür.
Yumurtlama olmaması, adet düzensizliğinin yanı sıra gebe kalamama, veya "zor gebe kalma" sorununa da neden olur.Bazı durumlarda PKO, tekrarlayan düşüklere neden olabilmektedir."Şişmanlık" PKO'lu kadınların yarısında vardır. Şişmanlığın hastalığın tam olarak neresinde bulunduğu, yani hastalığı kolaylaştırıcı bir etken mi olduğu veya hastalığın sonucu mu olduğu halen tartışmalıdır.