Se desconoce la causa exacta de la enfermedad de Parkinson.

Se piensa que es multifactorial, es decir que intervienen varios factores que hacen que se desencadene la enfermedad. Entre estos factores predisponentes estarían los factores genéticos, tóxicos y/o ambientales.

Normalmente, son las células del cerebro (neuronas), las que producen dopamina. Estas neuronas se concentran en un área particular del cerebro, llamada la sustancia negra. La dopamina es un componente que transmite mensajes entre la sustancia negra y otras partes del cerebro para controlar los movimientos del cuerpo humano. La dopamina ayuda a los seres humanos a tener movimientos musculares coordinados y al estado de ánimo. Cuando aproximadamente del 60% al 80% de las células productoras de dopamina se dañan y no se produce suficiente cantidad de dopamina, aparecen los síntomas motores de la enfermedad de Parkinson. Este proceso de deterioro de las células cerebrales se llama neurodegeneración.

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La teoría actual (la llamada hipótesis de Braak) es que los primeros signos de Parkinson se encuentran en el sistema nervioso entérico, la médula y, en particular, el bulbo olfatorio, que controla el sentido del olfato. Según esta teoría, el Parkinson progresa sólo a la sustancia negra y la corteza a través de los años. Esta teoría se confirma cada vez más, ya que los síntomas no motores, tales como una pérdida del olfato (hiposmia), los trastornos del sueño y el estreñimiento pueden preceder varios años a la aparición de los trastornos motores de la enfermedad. Por esta razón, los investigadores se centran cada vez más en estos síntomas «no motores» para la  detección de la enfermedad de Parkinson lo antes posible y buscar formas de detener su progresión.