Nguyên nhân của xuất tinh sớm là không rõ ràng. Nhiều giả thuyết đã được đưa ra, bao gồm xuất tinh sớm là kết quả của việc thủ dâm nhanh chóng ở tuổi vị thành niên để tránh bị bắt quả tang, lo lắng về hiệu suất, tính hung hăng thụ động hoặc quan hệ tình dục quá ít; nhưng có rất ít bằng chứng hỗ trợ bất kỳ lý thuyết nào trong số này.[2]

Một số cơ chế sinh lý đã được giả thuyết góp phần gây ra xuất tinh sớm, bao gồm các thụ thể serotonin, một khuynh hướng di truyền, tăng độ nhạy cảm của dương vật và dẫn truyền thần kinh không điển hình.[8]

Nhân paragigantocellularis của não đã được xác định là có liên quan đến việc kiểm soát xuất tinh.[9] Các nhà khoa học từ lâu đã nghi ngờ có mối liên hệ di truyền với một số dạng xuất tinh sớm. Tuy nhiên, các nghiên cứu đã không có kết quả trong việc phân lập gen chịu trách nhiệm về xuất tinh sớm suốt đời. Các nhà nghiên cứu khác đã lưu ý rằng những người đàn ông bị xuất tinh sớm có phản ứng thần kinh nhanh hơn ở các cơ vùng chậu.

Xuất tinh sớm có thể do viêm tuyến tiền liệt[10] hoặc do tác dụng phụ của thuốc.