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子宮內膜異位為何會造成不孕？這是一個很複雜的機轉，而不是單一的原理。研究顯示，可能有以下幾種機轉容易不孕：
解剖位置的改變：
由於子宮內膜異位細胞在骨盆腔內組織的廣泛分佈，會使子宮、卵巢、輸卵管、直腸等器官互相沾黏，可能造成輸卵管阻塞，阻礙精子的游動，卵子的輸送，不過，解剖位置的改變，並無法解釋所有因內膜異位造成的不孕情況。
性交疼痛，減少行房的次數：
子宮內膜異位症的患者，因為病灶容易發生在子宮正後方的道格拉斯陷凹和子宮薦骨韌帶上，正好是陰道頂端的上方，因此，在行房時，陰莖的插入會造成不適及疼痛。
由於疼痛的關係，會造子宮內膜異位症的患者減少與先生行房的次數，也減少受孕的機會。
自體免疫的異常及炎性反應：
自體免疫因素造成不孕的理論，正好彌補了解剖結構改變論點之不足。在內膜異位患者身上，可以發現，血液中，存有較高量的一些抗體，這些病患的腹腔液中所含的吞噬細胞、前列腺素等，均高於正常人，這些情況有可能造成精子、卵子或受精卵的傷害，也有可能出現不利於著床的現象。
卵巢機能的影響：
子宮內膜異位細胞若附著在卵巢上生長，會佔據正常卵巢結構，並形成巧克力囊腫，使正常卵巢細胞及卵泡受到破壞。
再加上這些內膜異位細胞所造成的炎性反應，也影響了卵巢的正常運作，因此，常會有不排卵，或者即使排卵，但可能品質受影響。同時，黃體功能也會呈現不足，受精卵不易著床的現象。
流產：
有文獻報告，子宮內膜異位患者即使已懷孕，但自然流產的機會可高達30至40%，而一般人的流產率則約在10至15%之間。若經過治療的內膜異位患者，則流產率可降到20%左右。但此觀點仍有待證實。
總之，子宮內膜異位影響卵巢、子宮、輸卵管、腹膜，甚至影響性交意願。
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