在月经周期中，激素会刺激子宫内膜增厚，为可能发生的怀孕做准备。如果未怀孕，则激素水平会下降，使得增厚的子宫内膜脱落。脱落产生的血液通过阴道排出体外，这就是每月的经期。
如果子宫内膜组织异位于身体别的地方 (原因到目前为止尚未知)，它仍起着同样的生理变化： 随着每月激素水平的上升和下降而发生增厚、脱落并出血。由于产生的血液没有出口可以排出体外，它们被包绕并不断积聚，往往会刺激周围的组织。比如： 包绕积聚的血液会导致囊肿增生。而增生的囊肿又会促使疤痕组织的形成和使器官发生粘连。这些变化会导致异位组织所在部位的疼痛，通常在盆腔内，尤其是发生于经期。子宫内膜异位症相关的疤痕组织形成和器官粘连也可以导致妇女不孕不育。
