A PCOS-ben megfigyelhető hyperinzulinaemia igazoltan serkenti az ovariális androgénprodukciót. Moghetti és munkatársai kutatása kimutatta, hogy az inzulin mind az adrenális androgéntermelést, mind a mellékvesekéreg ACTH iránti szenzitivitását növeli. Az inzulinrezisztencia igazolása nem része a PCOS diagnosztikus kritériumrendszereinek, de a betegek jelentős részében (50–70 százalékukban) kimutatható, ami felveti patológiai szerepét. A PCOS-ben megfigyelhető inzulinrezisztencia szövetspecifikus: míg a zsírszövet és a vázizomzat inzulinrezisztenssé válik, addig bizonyos szervek (ovariumok, mellékvesék, máj) megtartják inzulin iránti érzékenységüket. Ellentétben a nem inzulindependens diabétesz mellitusszal, ahol az inzulinrezisztencia molekuláris mechanizmusai sokfélék lehetnek, a PCOS-ben megfigyelhető inzulinrezisztencia hátterében azonosítottak egy az NIDDM kialakulásától független, intrinsic genetikai zavart. E zavar eredményeképpen az INSR gén (Insulin Receptor) által kódolt inzulinreceptor (IR) és az IRS1 gén (Insulin Receptor Substrate 1) által kódolt IRS-1 (Insulin receptor substrate 1) szignál protein szerin-foszforilálódik, és gátlódik a jelátvitel, inzulinrezisztenciát és következményesen hiperinzulinaemiát okozva. Az inzulinreceptor szerin-foszforilálódását a PCOS-ben szenvedő nők 50 százalékában azonosították, génjének variánsai szintén összefüggést mutattak a PCOS előfordulásával.