PCOS的一個主要特征是胰島素抵抗，導致代償性高胰島素血癥，以便維持正常糖耐量（葡萄糖攝入后胰島素的正常反應）。在年輕PCOS婦女中，高胰島素血癥是糖耐量異常和后期心臟疾患的主要危險因素。另外，高胰島素血癥還可引起卵巢雄激素合成增加，進而導致無排卵、閉經和不孕。許多PCOS婦女表現為肥胖，由于體重增加胰島素抵抗更為明顯；非肥胖的PCOS婦女（占PCOS的20%～50%）多有腰圍/臀圍比增加，較正常組亦有更明顯的胰島素抵抗傾向。主要的胰島素增敏藥物有二甲雙胍（metformin）、曲格列酮（troglitazone）、羅格列酮（rosiglitazone）、ioglitazone和D-Chiro-Inosito，它們的主要適應證是有胰島素抵抗、糖耐量受損或2型糖尿病的PCOS婦女。