A endometriose parece causar infertilidade por diferentes mecanismos, que poderão variar conforme a localização e o estadio da doença em cada mulher. Julga-se que o ambiente inflamatório que a doença causa nos órgãos reprodutivos possa interferir com o normal desenvolvimento dos folículos, com a fertilização do ovócito e com a implantação do embrião. Por outro lado, em estádios mais avançados, a endometriose causa uma distorção da anatomia normal dos órgãos afetados, que podem ficar deformados e aderentes entre si, o que pode comprometer o processo de ovulação e de captação do ovócito pela trompa, impedir a progressão dos espermatozoides, causar contrações uterinas disfuncionais e impedir a fertilização e o transporte do embrião. Em mulheres com sintomas de endometriose, o tratamento cirúrgico por laparoscopia pode ser a resposta para melhorar os sintomas, restaurar a anatomia e melhorar a fertilidade. Os estudos mostram que nestas doentes a taxa de fertilidade pode duplicar após a cirurgia. Para além disso, quando a endometriose se desenvolve nos ovários sob a forma de cistos (endometriomas), pode ser necessário tratá-los por cirurgia antes de proceder a técnicas de reprodução medicamente assistida.