L'endometriosi interferisce in diversi modi sulla fertilità spontanea della donna. Il grado di limitazione della fertilità dipende dal carattere individuale della malattia. La causa che lo provoca può essere localizzata nelle ovaie, nelle tube o nel peritoneo circostante.
L'endometriosi porta irritazioni e infiammazione nei tessuti e queste si ripresentano mensilmente. A causa di queste infiammazioni vengono rilasciati i fattori biochimici dell' infiammazione che influenzano la maturazione degli ovuli, l'ovulazione e la fecondazione dell'ovulo. Possono inoltre formarsi aderenze nell'ambito della mucosa delle tube e della superficie delle ovaie, così che gli ovuli, dopo l'ovulazione, non possono essere correttamente accolti nelle tube.
Le cisti endometriosiche nelle ovaie influenzano direttamente la maturazione degli ovuli, impedendo così una corretta ovulazione.
La reazione immunitaria di difesa diretta contro l'endometrio colonizzato (e pertanto riconosciuto come estraneo dall'organismo) può impedire dell'annidamento dell'embrione nell'utero. Anche una forma particolare di endometriosi, la cosiddetta adenomiosi della muscolatura uterina, può disturbare l'annidamento dell'ovulo fecondato.
In caso di malattia avanzata i rapporti sessuali possono essere molto dolorosi e quindi diventare praticamente impossibili.