A etiopatogenia do transtorno obsessivo-compulsivo é pouco compreendida. Inúmeras evidências indiretas, tais como alterações eletroencefalográficas, neuropsicológicas, bem como presença de sintomas desta doença em pacientes com lesões neurológicas adquiridas, são sugestivas de anormalidades em regiões encefálicas específicas. Com o advento de novas técnicas de imagem, nas últimas décadas, tem sido possível pesquisar a existência de alterações anatômicas e funcionais em diversas estruturas do SNC. A maioria dos estudos na literatura aponta para um provável acometimento de córtex frontal, núcleos da base, vias córtico-estriatais e estruturas límbicas. O significado das anormalidades em cada uma destas regiões, assim como as possíveis interações entre elas, ainda não são bem compreendidas.