I de allra flesta fall kan man inte säga varför en enskild individ drabbats av tvångssyndrom. Sjukdomen kan ibland bero på ärftlighet och i ovanliga fall orsakas av en infektion eller skador i hjärnan. När man med olika tekniker har studerat blodflöde och ämnesomsättningen i hjärnan har man sett att en del delar av hjärnan (delar av pannloberna och en del av de djupare liggande kärnorna) är överaktiva hos patienter med tvångssyndrom. Intressant nog har man sett att dessa förändringar normaliseras både av läkemedelsbehandling och av kognitiv beteendeterapi.