一般情況下，當胰島素受體非正常時即會引發妊娠期糖尿病。目前還不清楚為什么一些患者無法平衡胰島素需求，并繼而發展為妊娠期糖尿病。胰島素抵抗是孕中期出現的一種常見現象，之后可達到非孕期的2型糖尿病患者水平。皮質醇和孕激素是主要因素，同時人胎盤催乳素，催乳素和雌激素也是誘因之一。同時，也有一些與2型糖尿病相似的解釋：自身免疫性疾病，單基因突變，肥胖，或其他機制。

胎兒從母體獲取葡萄糖增加；孕期腎血漿流量及腎小球濾過率均增加，但腎小管對糖的再吸收率不能相應增加，導致部分孕婦排糖量增加；雌激素和孕激素增加母體對葡萄糖的利用。因此，空腹時孕婦清除葡萄糖能力較非孕期增強，孕婦空腹血糖較非孕婦低。到妊娠中、晚期，孕婦體內抗胰島素樣物質增加，如胎盤生乳素、雌激素、孕酮、皮質醇和胎盤胰島素酶等使孕婦對胰島素的敏感性隨孕周增加而下降。為維持正常糖代謝水平，胰島素需求量必須相應增加。對于胰島素分泌受限的孕婦，妊娠期不能代償這一生理變化而使血糖升高，使原有糖尿病加重或出現妊娠期糖尿病。