Tidak diketahui apa yang menyebabkan kanker ovarium, tetapi ada faktor risiko yang dapat meningkatkan kemungkinan seorang wanita terkena penyakit ini. Seperti semua kanker, kanker ovarium terjadi ketika sel-sel normal bermutasi dan menjadi abnormal, tumbuh dengan cepat dan hidup lebih lama dari sel-sel normal dalam tubuh. Salah satu kemungkinan penyebab kanker ovarium adalah adanya hormon tertentu, seperti androgen dan estrogen. Beberapa kemungkinan penyebab lain dari kanker ovarium termasuk penggunaan obat kesuburan jangka panjang, adanya rahim dan kurangnya kehamilan sebelumnya. Sementara beberapa kemungkinan penyebab umumnya dapat dihindari, ada beberapa faktor risiko yang tidak, seperti usia dan riwayat kanker.
Salah satu kemungkinan penyebab kanker ovarium adalah kelebihan hormon tertentu, biasanya akibat terapi penggantian hormon. Sebagai contoh, beberapa penelitian menunjukkan bahwa wanita yang menggunakan estrogen untuk mengatasi gejala menopause dapat meningkatkan risiko terkena kanker ovarium. Hal ini terutama berlaku untuk wanita yang menggunakan estrogen saja setidaknya selama lima tahun, sedangkan wanita yang menggunakan kombinasi estrogen dan progesteron memiliki risiko lebih rendah terkena kanker ovarium. Beberapa wanita juga telah mengambil androgen, yang merupakan hormon pria. Melakukan hal itu juga dapat meningkatkan risiko kanker ovarium.
Penelitian telah menunjukkan bahwa memiliki anak dan menyusui dapat mengurangi risiko kanker ovarium, yang berarti tidak memiliki anak dan tidak pernah menyusui dapat menyebabkan peluang yang sedikit lebih tinggi untuk terkena penyakit ini. Pada saat yang sama, mencoba untuk hamil melalui penggunaan obat kesuburan yang dikenal sebagai klomifen sitrat dapat meningkatkan risiko kanker ovarium, terutama jika obat ini dikonsumsi lebih dari satu tahun. Wanita yang memutuskan untuk tidak memiliki anak dapat mengambil manfaat dari menjalani histerektomi untuk mengangkat rahim, karena ini dapat mengurangi risiko kanker ovarium, seperti halnya saluran tuba yang diikat.
Beberapa penyebab kanker ovarium tidak dapat dihindari, karena ada hubungannya dengan riwayat kesehatan atau genetika. Misalnya, wanita yang sebelumnya didiagnosis menderita kanker payudara cenderung memiliki peningkatan risiko terkena kanker ovarium, seperti halnya mereka yang memiliki anggota keluarga yang telah didiagnosis menderita kanker ovarium, usus besar, atau payudara. Mutasi genetik juga terkadang dianggap sebagai penyebab kanker ovarium. Kehadiran gen kanker payudara 1 dan kanker payudara gen 2, misalnya, dapat menunjukkan peningkatan kemungkinan berkembangnya kanker payudara dan kanker ovarium. Akhirnya, usia juga merupakan faktor; wanita di atas 55 tahun dan mereka yang telah mengalami menopause memiliki peningkatan risiko penyakit ini.