La condition est congénitale, mais certaines formes peuvent être acquises plus tard dans la vie, surtout chez les femelles.
La génétique exacte cause est inconnue, avec plus de 25 différents gènes ou allèles ayant été à l'origine des cas de syndrome de Kallmann.
La cause est l'échec de l'hypothalamus à la libération de la GnRH dans l'ordre de la glande pituitaire pour libérer les hormones LH et FSH correctement. C'est l'absence de la LH et de la FSH qui causent la stérilité et l'absence de la puberté.
L'hypothalamus peut échec de la libération de la GnRH, soit parce qu'il manque de la bonne cellules nerveuses ou le mécanisme de synchronisation ne fonctionne pas correctement, ce qui signifie que la GnRH n'est pas libérée dans le bon sens pour la glande pituitaire pour être en mesure de répondre.